Muziejus veikia nuo 1984 m. liepos 27 d. restauruotame XIX a. pastate (architektas V. Guogis).
Pastatas yra netoli Danės upės. XIX a. šioje vietoje formavosi Klaipėdos pirklių užmiesčio rezidencija. Pastatas, kuriame šiuo metu veikia Laikrodžių muziejus, buvo ne kartą perstatytas. XX a. pradžioje čia veikė Žemės bankas, sovietmečiu - Pionierių namai.
Muziejaus įkūrimo pradžia galima laikyti 1977-uosius metus, kai Klaipėdos paveikslų galerijoje buvo atidaryta pirmoji Lietuvoje senovinių laikrodžių paroda, kurią sudarė klaipėdiškių kolekcininkų Vytauto Jakelaičio, Dionizo Varkalio ir kitų eksponatai.
1979 m. Lietuvos dailės muziejaus tuometinių vadovų Prano Gudyno ir Romualdo Budrio iniciatyva buvo įsteigtas Lietuvos dailės muziejaus Laikrodžių skyrius, jo vedėju paskirtas Romualdas Martinkus.
1980 m. tuometinio Klaipėdos vykdomojo komiteto pirmininko Alfonso Žalio iniciatyva Laikrodžių muziejui perduotas pastatas tuometinėje uostamiesčio M. Gorkio g. 12.
Steigiamo Laikrodžių muziejaus dizaino koncepciją parengė dizaineris Romualdas Martinkus, ekspozicinių baldų ir jų išdėstymo projektą – Vilniaus „Dailės” kombinato architektas Arvydas Kybrancas.
Muziejaus vedėjas – Romualdas Martinkus.
Klaipėdos laikrodžių muziejaus XX-mečio minėjimo akimirkos