1978 m. Lietuvos dailės muziejaus (dabar Lietuvos nacionalinis dailės muziejus – LNDM) Klaipėdos paveikslų galerija (dabar Prano Domšaičio galerija – PDG) lankytojus pakvietė į pirmąją Lietuvoje senovinių laikrodžių parodą. Ją surengė privatūs asmenys (kolekcininkai) – tuomet tai buvo naujas reiškinys. Kolekcininkų išsaugoti senieji laikrodžiai labiau atspindėjo ne miesto raidos ar istorinius lūžius, o pasakojo apie žmones, supratusius meninę šių daiktų vertę ir norėjusius dalintis jų grožiu su klaipėdiečiais.
Idėja organizuoti šią parodą kilo Vytautui Jakelaičiui (1928–2015), nuo 1998 m. Klaipėdos miesto garbės piliečiui. Jis 1975–1987 m. buvo Lietuvos konservatorijos (dabar Lietuvos muzikos ir teatro akademija) Klaipėdos fakultetų prorektorius, nuo 2013 m. – Klaipėdos universiteto garbės daktaras. V. Jakelaitis parodai pateikė 20 savo kolekcijos laikrodžių, dar 8 – kompozitorius, dirigentas Vytautas Juozapaitis, 4 paskolino Dionyzas Varkalis (1934–2022), nuo 2024 m. Klaipėdos miesto garbės pilietis, 3 – Stasys Gadeikis, kiti atkeliavo iš Liudo Mažūno ir kitų laikrodžių kolekcininkų rinkinių.
Tuometėje KPG surengta senovinių laikrodžių paroda sulaukė didžiulio lankytojų susidomėjimo, žmonės plūdo pažiūrėti įdomių, sovietinėje buityje nematytų laikrodžių. Tai paskatino tuometį LDM šią parodą praplėsti. Minčiai itin pritarė muziejaus direktoriaus pavaduotojas mokslui Romualdas Budrys. Jo kaip menininko intuicija, neįkainojama muziejininko patirtis ir vizionieriškos įžvalgos paskatino tolesnę parodos raidą. Po metų, 1979-aisiais, paroda buvo papildyta senoviniais laikrodžiais iš Lietuvos dailės muziejaus fondų bei Klaipėdos kraštotyros muziejaus (dabar Mažosios Lietuvos istorijos muziejus) rinkinių. Taip paroda išaugo iki 260 laikrodžių. Jie buvo eksponuojami per du KPG priestato aukštus. Neįtikėtinas, neslopstantis lankytojų susidomėjimas suteikė pagreitį muziejaus įkūrimui. Kitas žingsnis buvo LDM Klaipėdos laikrodžių skyriaus įsteigimas.
1979 m. rugpjūčio 1 d. įkurtam LDM Klaipėdos laikrodžių skyriui pradėjo vadovauti Vilniaus dailės instituto (dabar Vilniaus dailės akademija) absolventas, dizaineris Romualdas Martinkus, pakviestas tuomečio muziejaus direktoriaus, žymaus dailininko Prano Gudyno (1919–1979). Jaunasis vadovas iš tuometės KPG vedėjos, iškilios menotyrininkės Jovitos Skolevičienės (1937–2007) gavo pirmąsias muziejinio bei administracinio darbo pamokas. Prie muziejaus kūrimo prisidėjo vienintelė profesionali muziejininkė – jauna istorikė Roza Šikšnienė, studijavusi Vilniaus universiteto Istorijos fakulteto neakivaizdiniame skyriuje.
Naujajame muziejuje norėjosi parodyti ir pačius seniausius, nedaugeliui žinomus laiko matavimo prietaisus – vandens, ugnies ir kitokius laikrodžius. Apsispręsta, kad ekspozicijos tikslas bus atskleisti laikrodžių ir jų istorijos raidos etapus: pirma – kada ir kaip susiformavo atskiros laikrodžių konstrukcijos, antra – kaip kito laikrodžių korpusų formos.
1980 m. Laikrodžių muziejui buvo paskirti to meto Pionierių namų pastatai M. Gorkio gatvėje (dabar Liepų g. 12, 14) ir istoriškai jiems priklausiusios teritorijos dalis. Pastatų išsamius istorinius tyrimus atliko architektūros istorikas, humanitarinių mokslų daktaras Jonas Tatoris (1925–2004) – nuo 2024 m. Klaipėdos miesto garbės pilietis, architektai Vytautas Šliogeris (1943–2006) ir Vytautas Zubovas. Pagal skyriaus vedėjo, dizainerio R. Martinkaus parengtą detalų Laikrodžių muziejaus teminį planą ir dizaino koncepciją Klaipėdos paminklų restauravimo projektavimo instituto filialo architektas Vaidotas Guogis (1946–2006) pristatė pastato pritaikymo Laikrodžių muziejui projektą. 1984 m. Laikrodžių muziejus atvėrė duris lankytojams.
