Do 1939 muzeum prezentowało stałą wystawę o charakterze etnograficznym oraz czasowe, najczęściej o charakterze artystycznym. Po rozpoczęciu okupacji niemieckiej muzeum zostało zamknięte, zaś większa część jego zbiorów zaginęła w czasie wojny. Muzeum Ziemi Kujawskiej reaktywowano w 1945. Jego pierwszym powojennym dyrektorem w latach 1945–1965 była Henryka Królikowska. Z jej inicjatywy władze muzeum podjęły starania o uzyskanie barokowych kamienic na Starym Rynku. W 1972 otwarto w nich Muzeum Historii Włocławka.
W 1975 nazwa „Muzeum Ziemi Kujawskiej” została zmieniona na „Muzeum Ziemi Kujawskiej i Dobrzyńskiej”, obejmując tym samym swoim zasięgiem cały obszar nowo powstałego województwa włocławskiego.
W 1983 otwarto pierwszy oddział muzeum – Muzeum Stanisława Noakowskiego w Nieszawie.
W 1986 otwarto we Włocławku Muzeum Etnograficzne ulokowane w dawnych spichlerzu przy ulicy Bulwary 6. W 1990 w spichlerzu przy ulicy Zamczej otwarto Zbiory Sztuki, a w spichlerzu przy ulicy Bulwary 9 ulokowano magazyn muzealny.