Het museum is opgericht in 1948 dankzij een donatie van Romeins geld, meubilair, wapens en kunstwerken aan de stad Vukovar door dr. Antun Bauer. Het museum is van start gegaan in het gebouw van de postkoetsen in het oude Barokke centrum, om in 1966 te verhuizen naar de huidige locatie, kasteel Eltz. Tot 1991 bezat het museum een eigen collectie van 50 duizend items die onderverdeeld ware in vier categoriën:
Het streekmuseum: -toonde de geschiedenis van Vukovar van de prehistorie tot de tegenwoordige tijd, en één van de meest indrukwekkende collecties waren de archeologische opgravingen uit Vucedol en de cultuur-historische verzameling die met haar documenten, meubilair en kunstwerken een inkijk gaf in het leven van de rijkeren in Vukovar en de van familie Eltz.
De Bauer collectie: -bevatte de meest complete doorsnede van moderne Kroatische kunst uit het einde van de 19e eeuw en het begin van de 20e eeuw, met de nadruk op kunst uit het interbellum. Tussen de meer dan duizend kunstwerken van de Bauer collectie bevonden zich o.a. werken van Vlahe Bukovac, Mate Celestina Medovic, Ice Krsnjavog, Ivan Mestrovic, Fran Krsinic,Emanuel Vidovic en vele anderen.
Het memorial museum van Nobelprijswinnaar Lavoslav Ruzicke was gevestigd in zijn geboortehuis en toonde originele medailles en documenten over het leven en de werken van deze wetenschapper, die in 1939 de nobelprijs voor scheikunde kreeg.
Herdenkingsmuseum 2e congres KPJ: was gevestigd in het Arbeiders gemeenschapshuis, het vroegere Grand Hotel waar het tweede congres van de communistische partij van Joegoslavië ook gehouden werd in 1920. Hier was het manifest tentoongesteld aan de hand waarvan arbeidersbeweging ontwikkeld werd en de Communistische partij Joegoslavië werd opgericht.
Tijdens de Vaderlandse oorlog is het kasteel Eltz grote schade toegebracht en de collecties die er bewaard werden zijn ook verloren gegaan; een gedeelte is compleet verwoest, een deel onherroepelijk verdwenen, en een gedeelte is meegenomen naar Servië. Na jarenlang diplomatiek overleg tussen het Kroatische ministerie van Cultuur en de Servische overheid is dat laatste gedeelte teruggegeven aan Vukovar op 13 januari 2001. Van 1991 tot 1997 was het stadsmuseum Vukovar ondergebracht in het Museum Mimara in Zagreb. Tegen het einde van 1992 is een collectie samengesteld onder de naam “Museum Vukovar in ballingschap” en zo is een collectie ontstaan van kunstwerken die Kroatische en dus ook Europese kunstenaars aan de stad Vukovar schonken. Tegenwoordig telt deze collectie ruim 1400 werken van moderne Kroatische en Europese kunstenaars. Deze collectie staat model voor de culturele wederopbouw van Vukovar en heeft een permanente plek in het gerestaureerde kasteel Eltz naast de andere museumstukken. Het stedelijk museum Vukovar is weer terug op kasteel Eltz, en als straks de restauratie helemaal afgerond is zal er hier een uniek multimedia centrum verrijzen waar museum, galerie en wetenschap gecombineerd worden zodat het culturele erfgoed bewaard en getoond kan worden als onderdeel van de identiteit van de bevolking en als bewijs van de continuïteit van de beschaving in dit gebied.
In 2013 kreeg het stadsmuseum Vukovar de prestigieuze Anton Stifanic prijs voor haar buitengewone bijdrage aan de ontwikkeling van het toerisme in Kroatië.
