Poltavos pergalė yra vienas didžiausių įvykių Rusijos ir pasaulio istorijoje. 1909 m. mūšio lauke nedideliame pastate, pastatytame prie masinio rusų karių kapo, buvo sukurtas pirmasis Poltavos mūšio muziejus. Iždas išleido tik 5 tūkstančius rublių pinigų, ekspozicija buvo sukurta daugiausia iš žmonių „įvairiose Rusijos žemės vietose, kurie simpatizuoja šio muziejaus įgyvendinimui“.
Poltavos mūšio istorijos muziejus atidarytas 1909 m. birželio 26 d., mūšio 200-ųjų metinių išvakarėse. Muziejaus kūrėjas ir pirmasis jo direktorius buvo žinomas istorikas ir kraštotyrininkas, Petrovskio Poltavos kadetų korpuso istorijos mokytojas, tikras valstybės tarybos narys, pulkininkas leitenantas Ivanas Fransevičius Pavlovskis. Muziejuje buvo surinkta daugiau nei 300 eksponatų, įskaitant šaltuosius ir šaunamuosius ginklus, portretus, graviūras, pulko vėliavas ir karinių uniformų pavyzdžius, atvežtus iš Sankt Peterburgo artilerijos muziejaus, Maskvos muziejų, Stokholmo karališkojo archyvo ir Generalinio štabo, individualių asmenys Poltavoje ir Poltavos provincijos apskrities miestuose. Iš pradžių muziejus buvo įrengtas nedideliame pastate, jam pastatytame Šv. Sampsono bažnyčios tvoroje.
Per 1917–1918 m. pilietinį karą Ukrainoje Poltavos mūšio istorijos muziejus buvo ne kartą apiplėštas. Tarp pavogtų eksponatų: ginklų, paveikslų, sidabro ir bronzos dirbinių. 1918 metais muziejaus ekspozicijos likučius I. F. Pavlovskis perdavė saugoti Poltavos srities Centriniam proletarų muziejui (dabar – Poltavos krašto kraštotyros muziejus).
1949 metais SSRS Ministrų Taryba nusprendė atkurti Poltavos mūšio istorijos muziejų. Kaip vieta naujajam muziejui buvo pasirinktas XIX amžiaus pabaigoje statytas buvusių Rusijos ir Turkijos karo invalidų namų pastatas. 1950 m. rugsėjo 23 d. Poltavos mūšio lauke įvyko iškilmingas muziejaus atidarymas. Jo ekspozicija buvo įrengta šimtmečio pradžioje statytame pastate su anfiladiniu patalpų išdėstymu. Čia savo eksponatus dovanojo daugelis Maskvos, Leningrado, Kijevo, Lvovo ir kitų SSRS miestų muziejų. Nuo XX amžiaus 90-ųjų pabaigos. Muziejus pradėjo bendradarbiauti su dviem Švedijos draugijomis: Kalolino draugija ir Karo istorijos draugija. Muziejui buvo įteikta daug dovanų – paveikslų, briaunuotų ginklų, unikalių dokumentų kopijų, nuotraukų ir kt. Kasmet muziejus sulaukia tūkstančių lankytojų, kurie čia atvyksta susipažinti su Šiaurės karo (1700–1721 m.) ir jo lemiamo mūšio – Poltavos mūšio (1709 06 27) istorija.
Muziejuje saugoma daugiau nei aštuoni tūkstančiai eksponatų, iš kurių daugelis yra unikalūs. Aštuoniose salėse saugomi meno kūriniai, ginklai, ordinai, medaliai, Rusijos ir Švedijos armijų uniformos ir ekipuotė, daugybė dokumentų, Petro Didžiojo ir jo bendraminčių asmeniniai daiktai, vėliavos, istorinės relikvijos. Įrengta įgarsinta Poltavos mūšio diorama, pagaminta N. Grekovo studijos menininkų.

Muziejus yra 9 kilometrai nuo miesto centro, Jakovcų priemiestyje, gatvėje. Švediškas kapas Nr.34. Priima lankytojus nuo 10 iki 18 val. Poilsio diena yra pirmadienis.