Ein Dorf „Sangarhusen“ wird Ende des 8. Jahrhunderts in einem Güterverzeichnis des Klosters Fulda erwähnt. Es lag im Bereich des heutigen Sangerhäuser Bonifatiusplatzes. Im 10. Jahrhundert errichtete ein sächsisches Grafengeschlecht südlich des Dorfes einen Hof, um den sich Bauern und Handwerker ansiedelten. Im 11. Jahrhundert entstand im Schutze des Adelshofes eine Marktsiedlung. Beide Siedlungen wuchsen zur Stadt Sangerhausen zusammen. Die dörfliche Siedlung des 8. Jahrhundert wurde zum „Altendorf“. Im 13. Jahrhundert erfolgte eine planmäßige Erweiterung der Stadt. Die wirtschaftlichen Grundlagen waren Handel, Handwerk und Ackerbau. Auch der Kupferbergbau spielte vom späten Mittelalter bis zum Ende des 19. Jahrhundert eine wichtige Rolle. Der Dreißigjährige Krieg (1618 – 1648) führte die Stadt wirtschaftlich in den Ruin.

Seit der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts wandelte sich auch Sangerhausen zur Industriestadt. Den Zweiten Weltkrieg überstand die Stadt, abgesehen vom Verlust des Bahnhofs und des Gaswerks, fast ohne Gebäudeschäden. Einen großen Aufschwung erlebte Sangerhausen in der DDR (1949 – 1990) durch den Aufbau des Thomas-Müntzer-Schachts. Der in großem Stil wiederaufgenommene Kupferbergbau brauchte viele Arbeitskräfte und die Einwohnerzahl von Sangerhausen verdreifachte sich. Rund um die Altstadt entstanden moderne Neubaugebiete.

Anziehungspunkt in der Ausstellung zu Stadtgeschichte ist das von Gustav Adolf Spengler angefertigte Modell der Stadt Sangerhausen um 1750. Damals war die Stadt noch vollständig von einer hohen Stadtmauer geschützt. Museumsobjekte aus sieben Jahrhunderten, erläutert durch Bilder, Karten und Texte, veranschaulichen die Sangerhäuser Stadtgeschichte bis in die jüngere Vergangenheit.