Das Heimatmuseum bildet mit dem Stadtarchiv das Gedächtnis der Stadt Günzburg: Hier wird die mehr als 4000jährige Geschichte menschlicher Besiedelung des Stadtgebiets nachvollziehbar. Auf über 600 Quadratmetern präsentieren sich Zeugen der Stadtgeschichte von archäologischen Funden aus der Römerzeit bis hin zum Abendkleid der Günzburger Opernsängerin Diana Damrau.

Neu eingerichtet ist die Kaisergalerie: In Günzburg gefundene römische Münzen sind Ausgangspunkt für eine Galerie römischer Kaiser, die auf den Münzen abgebildet sind. Dabei lassen sich nicht nur die Originale bewundern: Es wird zugleich deutlich, wie Münzen im römischen Reich für die Propaganda des Kaisers genutzt wurden.

Von 1301 bis 1805 war Günzburg Teil des Habsburgerreiches. Auch wenn sich diese prägende Epoche der Günzburger Geschichte bis heute am eindrucksvollsten im Stadtbild und der Architektur widerspiegelt, so zeigt das Museum eine Vielfalt an Objekten aus den Bereichen Alltag, Mobiliar, Kunst und Volkskunde, die diese Zeit lebendig werden lassen.

Mit dem Übergang an Bayern 1806 ging zunächst ein Bedeutungsverlust der Stadt einher. Wie sich das städtische Leben im sogenannten bürgerlichen Jahrhundert und unter bayerischer Flagge entwickelte, erzählen uns vielfältige Exponate. Vor allem das Selbstverständnis der städtischen Bürgerschaft lässt sich an der Person des Apothekers August Wetzler (1821–1881) nachvollziehen, der als Laie eine umfangreiche mineralogisch-paläontologische Sammlung aufbaute, die im Museum zu sehen ist.

Umfangreiche Sammlungen sakraler Kunst in Gemälde und Plastik von der Gotik bis zu den Nazarenern demonstrieren die Stellung Günzburgs und der Region auf künstlerischem Gebiet. Zahlreiche schwäbische Klöster und Kirchen wurden von Günzburger Künstlern ausgestattet. Im 19. Jahrhundert entwickelte sich Günzburg zu einem Zentrum des Altarbaus im Nazarenerstil, das auf ganz Schwaben ausstrahlte.