W 1840 roku pałac odkupił cieszyński adwokat dr Antoni Demel (od tego momentu pałac był określany kamienicą demlowską), a następnie przypadł w udziale późniejszymi burmistrzom Cieszyna – Janowi Demel von Elswehr (synowi Antoniego) i Leonardowi Demel von Elswehr (wnukowi Antoniego). Kamienica demlowska została sprzedana miastu w 1918 roku, aby 21 czerwca 1931 roku stać się siedzibą cieszyńskiego Muzeum Miejskiego. Nowa instytucja została utworzona ze zbiorów publicznego muzeum ks. Leopolda Jana Szersznika (założonego w 1802 roku), etnograficznego Muzeum Śląskiego (założonego w 1903 roku przez Polskie Towarzystwo Ludoznawcze w Cieszynie), mieszczańskiego Muzeum Miejskiego oraz z prywatnych kolekcji.
W 1942 roku, w Muzeum, w Sali Rzymskiej wybuchł pożar, który strawił cały dach i uszkodził wnętrza drugiego piętra. 24 stycznia 1966 roku zostało zamknięte nakazem powizytacyjnym Inspektora Pracy Związków Zawodowych Pracowników Kultury i Sztuki. Po remoncie muzeum wznowiło działalność 1 maja 1969 roku. Z powodu złego stanu technicznego budynku, w 1983 roku zamknięto muzealne ekspozycje i rozpoczęto generalny remont, który objął też przystosowanie pałacu do nowoczesnych potrzeb muzealnych. Restaurację obiektu zakończono w roku 2002.
W roku 2004 Muzeum otrzymało Nagrodę im.