Fortemente voluto dal Comune di Botticino il museo è stato inaugurato il 22 dicembre 1996, avvalendosi della collaborazione  dei volontari riuniti nel gruppo “La Pietra”, che l’hanno gestito fino al 2010, con l'obiettivo di evidenziare i segni millenari del legame profondo fra l’uomo e la cava, con i suoi sacrifici, le strumentazioni arcaiche, le moderne tecnologie, le opere d’arte e d’ingegno. Rivisto e riaperto nel dicembre 2011, ha fatto seguito la collaborazione con l'Ecomuseo del botticino. Nel 2019, il museo è stato rinnovato con il nuovo percorso espositivo "Dalla cavazione all'opera. Duemila anni di storia"; l'allestimento propone un percorso dedicato alla valorizzazione dei reperti storici, del patrimonio iconografico, delle testimonianze legate all’attività estrattiva, al trasporto e alla lavorazione del prezioso marmo Botticino.

Tuttavia, seppur riorganizzato con l'obiettivo di favorire la conoscenza di questo prezioso materiale lapideo, il contesto culturale e la ricerca museologica attuali hanno richiesto di ampliare il legame tra museo e territorio elevandolo ad un nuovo modello, che il linguaggio contemporaneo definisce "museo territoriale". Pertanto, nel 2020 il museo arricchisce i propri contenuti con la realizzazione di un Visitor Center, spazio multimediale dedicato alle eccellenze botticinesi (marmo, vino, calze) che propone al visitatore itinerari fisici e virtuali per approfondire i temi dedicati alla cultura del lavoro locale. Infine, nel 2023, il museo è potenziato con l’apertura di una sala dedicata alle eccellenze di Botticino e la costituzione del Centro PReDA (Promozione Ricerca e Documentazione Archivio) dedicato alla cultura locale.