Situado na Rua de D. Hugo, no Centro Histórico do Porto, próximo da Catedral e do Arqueossítio, o edifício constitui um exemplar de arquitetura civil oitocentista mandado construir por Domingos Barbosa, cónego magistral da Sé do Porto.
A casa foi adquirida em 1934 pela filha do poeta Guerra Junqueiro, e por ela doada à Câmara Municipal do Porto em 1940, juntamente com o espólio artístico do poeta. Inaugurada em 1942, foi requalificada pelo arquiteto Alcino Soutinho e, em 2017, o Museu foi alvo de intervenções pelo arquiteto Camilo Rebelo, integrado no conjunto de trabalhos de modernização e valorização dos museus municipais.