Das Haupthaus der Mühlhäuser Museen wurde 1868 bis 1870 ursprünglich als Gymnasium im Stil der Neorenaissance errichtet. Seit der Gründung eines Heimatmuseums 1928 wird das Gebäude am Lindenbühl vor allem museal genutzt. Nach einer umfangreichen Modernisierung im Jahr 2013 eröffnete das Haus als Kulturhistorisches Museum neu.

Die umgestalteten Dauerausstellungen zeigen die wichtigsten Stücke aus dem Sammlungsbestand zur Ur- und Frühgeschichte des Unstrut-Hainich-Kreises, der Stadtgeschichte sowie der Thüringer Kunst des 20. Jahrhunderts.