Dedicato al notaio Camillo Leone (1830-1907), il museo nacque dal suo amore per la terra natale, dalla sua passione per l'arte e dalla volontà di raccogliere e conservare le memorie e le testimonianze della storia vercellese. Erede infatti di un considerevole patrimonio familiare, già a quarant'anni Camillo Leone poté dedicarsi ad accrescere con larghezza di mezzi e di tempo le ampie collezioni di reperti storici e oggetti antichi che andava riunendo in Palazzo Langosco, sua dimora, e che nel 1907 lasciò in eredità all'Istituto di Belle Arti di Vercelli, di cui era socio accademico ed amministratore. Fu il conte Federico Arborio Mella, allora direttore dell'Istituto, ad occuparsi del primo e un po' sbrigativo allestimento del Museo Leone, così da poter procedere alla sua inaugurazione in tempi rapidi (1910).

Il Museo ospita una collezione eterogenea ed eclettica: armi preistoriche, corredi di tombe egizie, vasi etruschi, mosaici medievali, porcellane, argenti e dipinti di epoca moderna. Di grande impatto la sala romana, con la famosa stele celto-latina che nel 1991 ha aperto la mostra dei Celti a Venezia.