Літературно-меморіальний музей Миколи Островського в Шепетівці було відкрито 22 грудня 1946 року. Експозиція розташувалась в одній маленькій кімнатці.

З роками експозиція розширювалась, накопичувались експонати. За 1954—74 роки тричі оновлювалася експозиція до ювілеїв письменника. З часом маленьке приміщення музею неспроможне було приймати щорічно численних відвідувачів. Відтак, 1969 року на пленумі міського комітету ЛКСМУ було прийнято звернення до молоді України про будівництво нового меморіалу М. Островському. І 29 вересня 1974 року на мітингу, присвяченому 70-річчю від дня народження письменника, було закладено перший камінь на місці будівництва — поряд із пам'ятником письменнику, встановленому у жовтні 1966 року (автори — заслужені діячі мистецтв України скульптор В. І. Зноба та архітектор І. С. Ланько).

Таким чином, 16 червня 1979 року урочисто відкрив свої двері «красень»-музей, побудований за індивідуальним проектом завідуючого кафедрою Київського інженерно-будівельного інституту професора Гусєва М. О. та архітектора Хмельницького інституту «Тіпро-цивільпромбуд» Суслова В. М. Художньо-монументальне оформлення здійснювали 80 художників з різних міст України під керівництвом киян: архітектора А. Ф. Ігнащенка та художника А. В. Гайдамаки, лауреатів державних премій. До складу творчої групи ввійшли також хмельницькі художники-дизайнери Л. Коваленко та І. Скорупський. Творча група у 1979 році відзначена премією Ленінського комсомолу. Музей як унікальну архітектурну споруду у 1989 році занесено до міжнародного каталогу «Музеї світу».

До 100-річчя письменника 29 вересня 2004 року згідно з Постановою Верховної Ради України від 19 лютого 2004 року рішенням 12-ї сесії Хмельницької обласної ради установі повернуто статус обласного літературно-меморіального музею, відтак він дістав сучасну назву — Хмельницький обласний літературно-меморіальний музей М. О. Островського.

На базі музею неодноразово проводились науково-практичні конференції з питань біографії та творчості письменника, організації просвітницької та виховної роботи. Були започатковані різні форми масової роботи, а останнім часом (2000-ні) користуються популярністю прес-клуби, ток-шоу, інформаційні арени, молодіжні фестивалі та конкурси.

Музей Миколи Островського нараховує близько 25 тисяч експонатів. Серед них: фотографії, документи, меморіальні речі, видання творів письменника; ілюстрації до творів М. Островського «Як гартувалася сталь» та «Народжені бурею» відомих художників: С. Бродського, А. Резніченка, О. Пахомова, В. Мінаєва, С. Адамовича, Є. Кібрика, братів Ткачових, З. Толкачова.