През далечната 1921 г. група родолюбци и ентусиасти под ръководството на учителя-историк Петър Ангелов създават Археологическо дружество „Загоре“, с което поставят началото на музейното дело в Нова Загора. През 1923 г. към дейността на дружеството се присъединява учителят по история и география Никола Койчев, който дава тласък в развитието му. Започва активна дейност по събиране, съхраняване и популяризиране на културните ценности, разкриващи богатото минало на града и околията. През 1926 г. се провеждат археологически разкопки на Ламбова могила, край с. Научен. През същата година в една от класните стаи на Новозагорската смесена гимназия е уредена първата музейна сбирка.
Извършените дотогава проучвания разкриват наличието на множество селищни могили, десетки антични и средновековни селища, некрополи и крепости. Койчев се залавя с трудната задача да изготви археологическа карта на Новозагорския край. Междувременно колекцията от находки се обогатява с голям брой материали от областта на археологията, нумизматиката и етнографията. Поради липса на достатъчно място тя е преместена от гимназията в сградата на читалище „Д. П. Сивков“, а впоследствие в имот, предоставен от "Жилфонд".
Нуждата от музейна сграда постоянно нараства. Н. Койчев предприема мащабна за времето си кампания за набиране на средства, необходими за нейното построяване. Организира вечеринки и томболи, благодарение на които успява да събере значителни суми. С решение на протокол № 11 от 22.04.1955 г., градският съвет предоставя място за строеж в центъра на града. Първата копка е направена на 6 юли 1955 г. Изграждането на музея се ръководи лично от председателя на Общинския народен съвет (ОНС) – Слав Славов заедно с назначения за целта технически ръководител – Симеон Попов. Строителството е дело на бригадата на майстор Манол Стоянов от Нова Загора, а проектът на сградата е изготвен от пловдивския архитект Велчо Велев.
Паралелно със събраните дарения за нуждите на строителството се отпущат допълнителни средства от общинския бюджет. Участие вземат строителни организации от зидари, мазачи, мозайкаджии и майстори на гипса. Учениците от града и околията събират 73 кубически метра камъни. Кооперативните стопанства превозват безплатно строителните материали. Колективите на десетки предприятия от града и района дават доброволен труд за изграждането на музея. Цялата новозагорска общественост взема присърце това благородно начинание и строежът е завършен през пролетта на 1959 г. Музейната сграда е официално открита на 4 септември 1960 г.
Междувременно музеят се трансформира в институция. През 1950 г. музейната сбирка става държавна и прераства в музей, признат от КНИК. До 1960 г. Койчев е асистент, уредник и директор на Новозагорския исторически музей. Той е носител на високото държавно отличие – орден „Св. св. Кирил и Методий" – I-ва степен. Умира внезапно на 3 март 1960 г.
През годините музеят провежда археологически разкопки на множество обекти в Новозагорска, Твърдишка общини и в комплекса „Марица-Изток“. На територията на Новозагорска община са работили 3 международни археологически експедиции: българо-съветска, българо-холандско-японска и българо-австрийска, под ръководството на известни наши и чужди учени.