Регионалният исторически музей в Стара Загора се намира в центъра на града. В неговия фонд се пазят хиляди важни експонати. Витрините на музея проследяват историческите епохи. Районът на Стара Загора е обитаван от най-дълбока древност. Свидетелства за това могат да се видят в първата експозиционна зала на музея. Най-ранните следи от живот са от новокаменната епоха – VI хил. пр.н.е. Специална карта показва местоположението на над 120 праисторически селищни могили, открити до момента в района около града, като пет от могилите се намират в границите на съвременния град. Изложени са сечива от рог, кост и кремък, керамични съдове с интересни форми и украси. Римският период от историческото развитие на Старозагорския край започва през 46 г. н.е., когато районът е завладян от римляните. През 107 г., след победата си над даките, император Траян минал през този край и решил да построи тук град по римски образец, който нарича Августа Траяна. Градът е бил полуавтономен, имал е собствен градски съвет и народно събрание. От този период музеят пази впечатляващи експонати, открити при разкопки – стъкло, бронзови лампи, статуи, бижута, монети. При строежа на новата сграда на музея работниците попаднали на интересна находка – точно в основите на сградата те открили част от главната улица на римския град – “кардо максимус” – която свързвала Южната и Северната порта на града. Частта, открита под музея, се намирала само на 30 м от Южната порта в крепостната стена, обграждала Августа Траяна. Специалисти я реставрирали и консервирали и днес може да бъде видяна в приземното ниво на музея – експонирана „in situ” – там, където е намерена. Улицата е широка около 6 м, а от двете й страни има каменни тротоари, с които ширината достига 11 м. Експонираната улица е украсена както в миналото с колони, статуи и каменни релефи, а пано на стената изобразява продължението й до липсващата днес Южна порта на града. Другите експозиционни зали в музея проследяват историята на града и неговата съдба през късната античност, Средновековието и Възраждането до времето на големия пожар през 1877 г., който го унищожава почти изцяло.През лятото на 1877 г. при Стара Загора се води една от най-големите битки по време на Руско-турската война (1877-1878 г.). Въпреки храбостта и героизма на руските войници и българските опълченци, османските войски начело със Сюлейман паша превземат и опожаряват града. След Освобождението, на 5 октомври 1879 г. е положен първият камък за възстановяването на Стара Загора. Тази дата се превръща в празник на града, който се възражда за нов живот от пепелта.
В музея се продават различни информационни материали и сувенири.
