Creado el 21 de octubre de 1936 por acuerdo del secretario de gobierno Luis Roncajolo, para entonces encargado de la Presidencia del estado Zulia; éste encomendó su conducción a una junta ad honoren compuesta por cinco miembros que organizaría y también administraría el museo, la cual estuvo formada por los ciudadanos Leonardo Weir, Manuel Puchi Fonseca, Luis Villalobos Villasmil, Manuel Ángel Govea y Osmán Loaiza. El sitio escogido fue la casa del cerro de El Zamuro, donde había nacido el ilustre héroe zuliano el 24 de octubre de 1788; ésta había sido usada para menesteres diversos ya que había sido escuela primaria Urdaneta (1888), Instituto Antituberculoso de Maracaibo (1930) y dispensario (1934); con su imagen de casona campestre, situada a las afueras de la ciudad para su época, y que Manuel Puchi Fonseca perpetuó en un valioso óleo, con una placa que consignaba ser el sitio del nacimiento de Urdaneta. Sobre esa casa natal se levantaría una edificación con una nueva central y dos laterales (1936); para la construcción de la obra se encargó al ingeniero León Hoet y se adaptó para cumplir sus nuevas funciones y estructurada en tres secciones: histórica, artística e industrial. Sus bienes patrimoniales de origen fueron los que heredó del Museo del Estado de Arte, Ciencia e Industria, que había existido desde la época de Jesús Muñoz Tébar (1894), pero que tenía un estado de abandono y desorganización apreciable. En 1945 se modificó la fachada del edificio, dándole semejanza con la iglesia parisiense donde se le hicieron los servicios fúnebres al general Urdaneta, estilo neoclásico, con columnas toscanas y decoradas con un alto relieve que representa la libertad; así mismo se construyó la Arcada de los Héroes, donde están Simón Bolívar, Francisco de Miranda, Rafael Urdaneta, José Antonio Páez y Antonio José de Sucre, el primero en una estatua pedestre y los otros en forma de bustos, todos de la autoría del escultor caraqueño Lorenzo González y Cabrices, coronados con la frase de Bolívar «Urdaneta es el más leal y constante oficial de nuestro Ejército»; Héctor Cuenca, presidente del estado Zulia, lo inauguró el 15 de octubre de 1945.
Es una unidad administrativa de la Administración Pública del estado Zulia, dependiente jerárquicamente de la dirección del Acervo Histórico del estado Zulia.
Está conformado por un Director, un Director Adjunto, un Coordinador de Educación y Extensión Museística, un Coordinador de Áreas Expositivas, Coordinador de Registro e Inventario, un Coordinador de Investigación y Curaduría, un Coordinador de Diseño Gráfico, y un Centro de Documentación e Información «Amenodoro Urdaneta».