Construída por volta de 1860, pelo médico José Martins Rocha, a casa é vendida ao Industrial Português José Francisco Correia - Visconde de Sande e depois Conde de Agrolongo (Títulos recebidos em Portugal).

Em 1903, o Conde retira-se para Portugal e põe a residência a leilão com todos os seus pertences, não aparecendo comprador. Pela mesma época a Capital era transferida de Petrópolis para Niterói e o Governador Nilo Peçanha resolveu adquirir o palacete para sede do governo, consumando-se a venda em 1904. Durante os 71 anos seguintes, teve o Palácio, 43 ocupantes entre governadores interinos e interventores federais.

Com a fusão, o Palácio perdeu sua finalidade. Foi criada, pelo 1º Governador da Fusão o Vice-Almirante Faria Lima, a Fundação Estadual de Museus do Rio de Janeiro, sendo o Palácio Nilo Peçanha utilizado para a implantação do Museu de Artes e Tradições Populares, inaugurado em 18 de Março de 1976 e Museu Histórico do Estado do Rio de Janeiro inaugurado em 23 de Março de 1977.

Funcionaram como unidades administrativas independentes, embora ocupando o mesmo espaço. Porém, em 1991 através de decreto os Museus passaram a constituir uma unidade com a denominação de Museu de História e Arte do Estado do Rio de Janeiro.

O acervo é constituído de aproximadamente 4.800 peças entre mobiliário, porcelana, acessórios de indumentária, cristais, esculturas, fotografias e numismática; possuía cessão de uso da Pinacoteca Lucílio de Albuquerque com cerca de 120 obras e de diversos artistas como Iberê Camargo, Navarro da Costa, Ângelo Bertoni, Antônio Parreiras, Jordão de Oliveira Nunes, August Petit, Francisco Pons Arnau, Georgina de Albuquerque, Dakir Parreiras e Quirino Campofiorito. Entre as variadas expressões de cultura popular destacam-se peças de indumentária e complementos de folguedos e danças folclóricas, artesanato fluminense e de outros estados, instrumentos de trabalho doméstico e rural, objetos afro-brasileiros, objetos representativos de festas populares, adornos e utensílios domésticos, brinquedos, ex-votos, literatura de cordel, artesanato indígena etc.

Dentre esse acervo variado destacamos peças de Mestre Vitalino, Zé Caboclo, Carrancas do Guarani, esculturas de Mudinho. Ainda funciona uma oficina de gravuras e outra de escultura coordenada pelo artista plástico Maurício Bentes, além de cursos, teatro, música, diversas exposições e eventos variados.