През 1952 година се ражда идеята за превръщането на къщата в Стара Загора, където е израснал Гео Милев, в музей. Основни инициатори тогава са неговите приятели поети Николай Лилиев, Николай Райнов, Ламар, Людмил Стоянов, Иван Хаджихристов, Иван Мирчев и др. Идеята се реализира с помощта на майката на поета, жена му, неговия брат Борис и четирите му сестри, и редица други родственици и приятели на Гео Милев, както и цялата общественост на Стара Загора.
На 27 септември 1953 година музеят е открит. Първоначално Къща музей „Гео Милев“ има повече „етнографски“ характер. Стаите – три на брой, са възстановени почти както са изглеждали в началото на миналия век, когато Георги Касабов е бил ученик в Стара Загора. Уредени са мобилни платна със снимков материал и документи, свързани с живота и творчеството на Гео Милев.
Родителите и роднините на поета правят първото си голямо дарение – редица ръкописи, писма, рисунки на Гео Милев, както и голяма част от личната му библиотека: книги и списания на няколко езика.
Пръв уредник на Къща музей „Гео Милев“ е поетът Иван Хаджихристов. Започва събирателската и изследователската работа върху живота и творчеството на Гео Милев. Разпращат се писма до негови близки приятели и сътрудници да разкажат за работата си с Гео Милев, както и да характеризират личността му.
През годините музеят решително се променя. Многото посетители от страната и от чужбина изискват съвременни и модерни условия, които старата къща с малки стаи и коридорчета не предоставя. В началото на 70-те години се изгражда експозиционната зала към музея. Самата експозиция претърпява няколко решения. Първоначално тя е с високи пана с фотоси, а от средата на 80-те години открива врати най-новата експозиция на музея, която и до днес е сред най-модерното, което е създадено в сродните музеи. Осветлението, музиката, визията и специалните светлинни и музикални ефекти в експозицията създават усещането за спектакъл.
В двора на музея се намира „Дъбът на Гео Милев“, вековно дърво, обявено за природна забележителност, засадено от самия Гео.
Музеят има два фонда – основен и научно-спомагателен.
През 1995 година е създадена Международна фондация „Гео Милев“ с почетен председател Леда Милева, чиято цел е да подпомага научно-изследователската и популяризаторската дейност на Къща музей „Гео Милев“. На всеки две години в края на месец септември се провеждат (организират) „Гео-Милеви дни“. Експонират се изложби, правят се рецитали, поставят се пиеси, организират се кръгли маси и научни конференции. Присъжда се Национална награда на името на Гео Милев, чиито носители са поетът Бойко Ламбовски, драматуржката Яна Добрева, художникът Никола Тороманов и поетите Валери Станков, Рашко Стойков, Георги Константинов, журналиста и издателя Иван Гранитски, доц. д-р Ружа Маринска, Александър Шурбанов, Панчо Панчев, известен на малките читатели като Дядо Пънч.
Българската поетеса и преводачка, културен деятел, дипломат, дъщеря на Гео Милев, Леда Милева също е удостоена с наградата на името на своя баща.
Дългогодишна инициатива на Къща музей „Гео Милев“, чието начало е поставил самият Гео Милев, е пленерът „Деца рисуват“. В него участват ученици от Стара Загора и техните ръководители. Творбите на пленера участват в изложба, която се открива традиционно преди 24 май.
Чрез предлаганите занимания, насочена към най-малките (5 – 8 години) – „Четем и рисуваме“, „Литературни закачки“ – отгатване на гатанки и рисуване на отговора, „Ние сме актьори“, „Да съставим приказка“, тя ще стане едно привлекателно място в града за всички.
