Middelfart Museum blev oprettet som forening i 1919. Museumsforeningen købte Middelfarts ældste hus, Henner Friisers Hus, der tidligere havde fungeret som kro for rejsende med færgerne over Lillebælt. Museet, som åbnede i 1928, rummer permanente udstillinger, bl.a. om marsvinejagten. I 1962 blev museet statsanerkendt, og det har ansvaret for kommunens nyere historie. Det arkæologiske ansvar varetages af Odense Bys Museer.
Da Middelfart Sygehus, Psykiatrisk Afdeling lukkede i 1999, overtog Middelfart Museum en psykiatrihistorisk genstandssamling og udstilling, der var grundlagt af tidligere hospitalsansatte, og etablerede Psykiatrisk Samling, der fik ny udstilling i 2006. I 2014 indviedes særudstillingslokaler i Algade 8 i Middelfart, hvor museumsadministration og Middelfart Byarkiv samt læsesalen for Middelfart Stadsarkiv også ligger. Middelfart Museum har udstillinger om marsvinejagten i Henner Friisers Hus, om kystkulturen i jollehusene ved Lillebælt-Værftet samt om bygningen af den gamle Lillebæltsbro i velkomstcenteret for bridgewalking. Det kommunale formidlingstiltag Bridgewalking har siden 2015 organiseret guidede ture øverst i brokonstruktionen på den gamle Lillebæltsbro.
I kommunen findes også en række kulturhistoriske formidlingssteder, bl.a. de to foreningsdrevne museer Lillebælt-Værftet fra 1997 og Museum Morten Korch fra 2015. Et lille museum om humleavlen blev i 2001 indrettet i kulturcenteret Humlemagasinet, som åbnede 1990 i det tidligere Vestfyens Humlemagasin.
Middelfart Byarkiv blev grundlagt som privatarkiv af overbibliotekar Valdemar Tønnesen i 1955, men blev i 1960 et arkiv under Middelfart Kommune. I 1992 blev arkivet en afdeling af Middelfart Museum, og i 2016 oprettedes Middelfart Stadsarkiv. Kommunen rummer derudover fem foreningsdrevne lokale sognearkiver.
