Istorijska zbirka Muzeja Srema formirana je prilikom osnivanja Muzeja 23. novembra 1946. godine. Zbirka je bila podeljena na Stariju i Noviju istoriju. Noviju istoriju predstavljali su predmeti iz perioda socijalističkog i radničkog pokreta, odnosno perioda NOB-a (1941-1945). Prvi predmeti u istorijskoj zbirci nabavljeni su 20. decembra 1946. godine. Dobrovoljni saradnik u Zbirci bio je, profesor istorije u Mitrovačkoj gimnaziji, Milan Perenčević kome se 1948. pridružio profesor Krsta Radunović. Program istraživačko-sabiračkog rada organizovan je na volonetrskoj osnovi. Mreža saradnika – «poverenika za starine» pokrivala je svih pet tadašnjih sremskih srezova (Sremska Mitrovica, Šid, Ruma, Stara Pazova i Zemun).
Prezentacija muzejskog materijala, na stalnim muzejskim postavkama, predstavljala je značajan segment rada Istorijskog odeljenja od otvaranja Gradskog muzeja za javnost, 31. maja 1948. godine.
Istorijska zbirka Muzeja Srema je 1959. prerasla u istorijsko odeljenje.

Prva izložba istorijskog odeljenja, izvan muzejskog prostora, bila je Memorijalna izložba na Spomen groblju, organizovana 1960. godine. Iste godine u svojstvu prvog kustosa istoričara zaposlen je istoričar Radomir Prica. Druga stalna istorijska izložba, van muzejskog prostora, otvorena je 1969. Bila je to izložba Robija – škola revolucionara smeštena u vojno graničarskoj zgradi (zgrada pukovnije, kasnije stare gimnazije) na Trgu Svetog Dimitrija br. 10. Treća stalna muzejska postavka postavljena je na Fruškoj gori: Memorijalna izložba Rohalj baze (1978). Stalna istorijska postavka Muzeja Srema SREM KROZ VEKOVE otvorena je za javnost 2008. godine u zgradi Muzeja Srema, na adresi Vuka Karadžića 3.

Istorijsko odeljenje raspolaže sa oko 15.000 predmeta različitog porekla i vrste materijala, u vremenskom rasponu od punog srednjeg veka do druge polovine 20. veka.
Muzealije Istorijskog odeljenja su podeljene na nekoliko zbirki: zbirka starije istorije, numizmatička zbirka, zbirka arhivalija, zbirka fotografija, zbirka trodimenzionalnih predmeta, zbirka štampe.

Istorijsko odeljenje Muzeja Srema čuva predmete nastale u velikom vremenskom periodu, od 11. veka do kraja 1960. godine. Sakupljanje predmeta koji su evidentirani u istorijskoj zbirci zabeleženo je još u vreme samog pokušaja osnivanja muzejske ustanove. Od osnivanja prve zbirke 1946. godine do danas sakupljeno je i zbrinuto puno predmeta tako da od 1959. godine imamo u Muzeju Istorijsko odeljenje sa više od 15.000 predmeta.

Muzejski predmeti danas se čuvaju i obrađuju, evidentiraju i objavljuju, izlažu i restauriraju. Oni čine sledeće zbirke: oružja i opreme, odlikovanja, pečata, uniformi, numizmata, štampe, fotografija sa filmskim trakama, katastarskih planova, dokumenata iz kulturne istorije, razglednica, oglasa, dokumenata iz Drugog svetskog rata, fotografija iz Drugog svetskog rata i ostali sitni neopredeljeni predmeti.

Na stalnoj muzejskoj postavci Srem kroz vekove(12 – 20. veka) od 2008. godine izloženo je oko 15{640e457eccd655a5b2f6dda850696cadc4f6cc3fcc19e8d8dbacd8a9ff3dd715} predmeta od ukupnog broja. Povodom obeležavanja jubileja 100 godina Velikog rata organizovane su tri izložbe:  Bitka na Legetu (1914); Srpski ratni zarobljenici. Sabirni logor u Sremskoj Mitrovici (1915-1916) i Dokumenta Velikog rata. Izložbe se neće zatvoriti dok traje jubilej.

Ostatale muzealije se nalaze u depoima i povremeno se izlažu na tematskim i drugim stručnim izložbama. Jedan deo zbirki je publikovan putem izdavanja kataloga tematskih izložbi.

Najbrojnije su: zbirke fotografija, dokumenata iz kulturne istorije, dokumenata iz Drugog svetskog rata i  fotografija iz Drugog svetskog rata, ali svaka zbirka poseduje veoma dragocene eksponate koji dokumentuju istorijski razvitak Sremske Mitrovice i regije. Zbirka oružja sadrži primerke hladnog i vatrenog oružja od srednjeg veka do Drugog svetskog rata; zbirka štampe i fotografija čuva retke primerke iz druge polovine 19. veka, nimizmati potiču iz srednjeg veka kada je Srem bio živo tranzitno područje za trgovinu sa kovanim novcem, ali ima i primera papirnog novca i vrednosnih papira novije istorije. U odeljenju su smešteni i razni sitni predmeti koji su pronađeni tokom arheoloških iskopavanja, a to su uglavnom fragmenti iz turskog perioda.