Muzej Velenje ima sedež v Velenjskem gradu, ki je znan kot eden najlepše ohranjenih slovenskih gradov. Velenjski grad se v zgodovinskih virih prvič omenja leta 1270, današnjo podobo pa je dobil v 16. stoletju, ko so ga tedanji lastniki popolnoma prenovili in povečali ter napol trdnjavsko zasnovani grad spremenili v renesančno rezidenco. Med drugo svetovno vojno in neposredno po njej, ko je grad prešel v last splošnega družbenega premoženja, je bilo preseljene ali uničene veliko notranje opreme, v gradu so uredili stanovanja za rudarje in njihove družine, stavba pa je začela pospešeno propadati. 3. novembra 1957 je bila v Velenju na pobudo velenjske podružnice Društva rudarskih in metalurških inženirjev in tehnikov (DRMIT) svečano podpisana ustanovna listina Muzeja slovenskih premogovnikov. Za njegov sedež so določili prostore na Velenjskem gradu, kjer je sedež Muzeja Velenje še danes. Muzej Velenje s svojim delovanjem pokriva območje občin Velenja, Šoštanja in Šmartna ob Paki, obiskovalcem pa na Velenjskem gradu ponuja na ogled stalne muzejske in galerijske razstave ter vedno tudi kakšno zanimivo občasno razstavo..