Историјска збирка Музеја Срема формирана је приликом оснивања Музеја 23. новембра 1946. године. Збирка је била подељена на Старију и Новију историју. Новију историју представљали су предмети из периода социјалистичког и радничког покрета, односно периода НОБ-а (1941-1945). Први предмети у историјској збирци набављени су 20. децембра 1946. године. Добровољни сарадник у Збирци био је, професор историје у Митровачкој гимназији, Милан Перенчевић коме се 1948. придружио професор Крста Радуновић. Програм истраживачко-сабирачког рада организован је на волонетрској основи. Мрежа сарадника – «повереника за старине» покривала је свих пет тадашњих сремских срезова (Сремска Митровица, Шид, Рума, Стара Пазова и Земун).
Презентација музејског материјала, на сталним музејским поставкама, представљала је значајан сегмент рада Историјског одељења од отварања Градског музеја за јавност, 31. маја 1948. године.
Историјска збирка Музеја Срема је 1959. прерасла у историјско одељење.

Прва изложба историјског одељења, изван музејског простора, била је Меморијална изложба на Спомен гробљу, организована 1960. године. Исте године у својству првог кустоса историчара запослен је историчар Радомир Прица. Друга стална историјска изложба, ван музејског простора, отворена је 1969. Била је то изложба Робија – школа револуционара смештена у војно граничарској згради (зграда пуковније, касније старе гимназије) на Тргу Светог Димитрија бр. 10. Трећа стална музејска поставка постављена је на Фрушкој гори: Меморијална изложба Рохаљ базе (1978). Стална историјска поставка Музеја Срема СРЕМ КРОЗ ВЕКОВЕ отворена је за јавност 2008. године у згради Музеја Срема, на адреси Вука Караџића 3.

Историјско одељење располаже са око 15.000 предмета различитог порекла и врсте материјала, у временском распону од пуног средњег века до друге половине 20. века.
Музеалије Историјског одељења су подељене на неколико збирки: збирка старије историје, нумизматичка збирка, збирка архивалија, збирка фотографија, збирка тродимензионалних предмета, збирка штампе.

Историјско одељење Музеја Срема чува предмете настале у великом временском периоду, од 11. века до краја 1960. године. Сакупљање предмета који су евидентирани у историјској збирци забележено је још у време самог покушаја оснивања музејске установе. Од оснивања прве збирке 1946. године до данас сакупљено је и збринуто пуно предмета тако да од 1959. године имамо у Музеју Историјско одељење са више од 15.000 предмета.

Музејски предмети данас се чувају и обрађују, евидентирају и објављују, излажу и рестаурирају. Они чине следеће збирке: оружја и опреме, одликовања, печата, униформи, нумизмата, штампе, фотографија са филмским тракама, катастарских планова, докумената из културне историје, разгледница, огласа, докумената из Другог светског рата, фотографија из Другог светског рата и остали ситни неопредељени предмети.

На сталној музејској поставци Срем кроз векове(12 – 20. века) од 2008. године изложено је око 15{640e457eccd655a5b2f6dda850696cadc4f6cc3fcc19e8d8dbacd8a9ff3dd715} предмета од укупног броја. Поводом обележавања јубилеја 100 година Великог рата организоване су три изложбе:  Битка на Легету (1914); Српски ратни заробљеници. Сабирни логор у Сремској Митровици (1915-1916) и Документа Великог рата. Изложбе се неће затворити док траје јубилеј.

Остатале музеалије се налазе у депоима и повремено се излажу на тематским и другим стручним изложбама. Један део збирки је публикован путем издавања каталога тематских изложби.

Најбројније су: збирке фотографија, докумената из културне историје, докумената из Другог светског рата и  фотографија из Другог светског рата, али свака збирка поседује веома драгоцене експонате који документују историјски развитак Сремске Митровице и регије. Збирка оружја садржи примерке хладног и ватреног оружја од средњег века до Другог светског рата; збирка штампе и фотографија чува ретке примерке из друге половине 19. века, нимизмати потичу из средњег века када је Срем био живо транзитно подручје за трговину са кованим новцем, али има и примера папирног новца и вредносних папира новије историје. У одељењу су смештени и разни ситни предмети који су пронађени током археолошких ископавања, а то су углавном фрагменти из турског периода.