Het museum Denon was een gratis toegankelijke tekenschool voordat het zijn huidige bestemming kreeg. In 1821 was Chalon-sur-Saône één van de eerste Franse steden die zo’n gratis school opende. Voor het artistieke onderwijs beschikte het over een collectie kunstwerken.
In 1866 verhuisde de tekenschool en werd op deze locatie een museum geopend met het doel zowel de schone kunsten als archeologische vondsten te tonen. In 1895 werd het museum, als eerbetoon, genoemd naar de artiest en diplomaat Dominique Vivant Denon die de eerste directeur werd van het Louvre in Parijs. Zijn ouderlijk huis staat in Chalon-sur-Sâone.
Vanwege nieuwe archeologische opgravingen en schenkingen werd het pand te klein na verloop van tijd. Daarom werd het in 1957 uitgebreid met de nabijgelegen voormalige meisjesschool.
Het museum heeft momenteel meer dan 25.000 archeologische voorwerpen, 11.000 sculpturen, grafische werken, en etnografische objecten die 100.000 jaar geschiedenis beslaan. De archeologische afdeling geeft een beeld van de menselijke bewoning van de Vallei van de Saône vanaf de prehistorie tot nu.
Het is dagelijks, met uitzondering van de dinsdagen geopend. Zie de website van het museum voor de actuele openingstijden. De vaste collectie is gratis toegankelijk. Voor de tijdelijke exposities wordt soms een toegangsprijs gevraagd. Over het algemeen is de informatie over de tentoongestelde objecten enkel in het Frans beschikbaar.