Il Museo, fondato il 19 dicembre 1999, è ospitato nel seminterrato della Rocca di Firenzuola (sede del Palazzo Comunale), costruita alla fine del Quattrocento su disegno di Antonio da Sangallo. L'allestimento documenta le tecniche di estrazione e di lavorazione della pietra serena attraverso l'esposizione di manufatti di produzione locale, utensili (scalpelli, incudini, pietre per affilare, cunei e altri attrezzi da scalpellino e da cavatore) e opere d'arte legate al paese di Firenzuola. Le cave della "pietra di Firenzuola" sono individuate nei monti ad est di Piancaldoli e nelle vallate dei torrenti Santerno (affluente del Reno) e Rovigo (affluente del Santerno). Il Museo della Pietra Serena di Firenzuola fa parte del Museo Diffuso Mugello - Alto Mugello - Val di Sieve.