Es en los primeros años de la década del ´60, cuando un grupo de artistas, críticos, historiadores del arte y otras personalidades vinculadas al campo cultural, expusieron ante las autoridades provinciales la idea de crear un museo que diera cuenta de la producción artística mendocina con un perfil pedagógico orientado a acortar las distancias entre las artes y el público en general. A pesar de tener claros estos objetivos, se carecía de un modelo definido para dar forma a la institución. Por este motivo en diciembre de 1962, la Intervención Federal en Mendoza, haciéndose eco de la propuesta grupal, encomendó a Delia Villalobos la misión de recavar información sobre la organización y estructura de los Museos de Arte en Europa y en los Estados Unidos. Villalobos buscó entonces el asesoramiento de la OEA y la UNESCO en esos asuntos y tomó como modelo el de los museos norteamericanos. Elaboró entonces, a mediados de 1963, el plan de creación del Museo de Arte Moderno de Mendoza. Sin embargo el proyecto no se concretaría de inmediato debido, fundamentalmente, a que las gestiones para adquirir un local donde funcionara el museo resultaron infructuosas. A pesar de esta situación los registros documentales indican que el museo comienza con sus actividades, aún sin contar con sede propia, desde el mes de julio de 1964 con el nombre de Museo de Arte Moderno de Mendoza. Hacia fines de 1966, el por entonces Intendente de la Municipalidad de la Capital, vicecomodoro (R) Ricardo Milán, se propone retomar el plan de creación del Museo de Arte Moderno de Mendoza. Para ello designa en enero de 1967 a Delia Villalobos como Jefa del Departamento de Cultura de la Dirección de Promoción y Cultura de la Municipalidad de la Capital, asignándole la tarea de organizarlo. A tal fin el municipio cede las instalaciones del ex Consejo Deliberante (Av. España 1342) para que allí se instale el ahora rebautizado Museo Municipal de Arte Moderno de Mendoza (MMAMM). El 31 de julio, Villalobos es designada Directora de la flamante institución, siendo oficialmente inaugurada el 8 de agosto de 1967. El patrimonio artístico inicial para el MMAMM provino fundamentalmente de tres fuentes. En primer lugar, la Municipalidad capitalina organizaba desde 1945 el “Salón Bienal Municipal de Arte Plásticas” (pintura, dibujo y grabado), algunos de cuyos premios pasaron a formar parte del acervo del museo, así como también pasó a manos de la institución la organización de dicho certamen artístico, que pronto se convirtió en el principal medio de adquisición de obras; en segundo lugar, Delia Villalobos había sido nombrada representante en Mendoza del Fondo Nacional de las Artes (FNA), institución creada en 1958 con el objetivo de federalizar el arte argentino mediante donaciones de obras a museos provinciales. Por intermedio del FNA el MMAMM recibe en 1967 la donación de una importante cantidad de obras de artistas argentinos de destacada trayectoria; finalmente debemos mencionar los préstamos de obras realizados por artistas locales, muchas de las cuales pasaron a engrosar la colección permanente del museo.

En 1972 el museo es trasladado al edificio en que actualmente funciona la Subsecretaría de Turismo de Mendoza (Av. San Martín 1143, 1° piso). Para entonces ya se había posicionado como uno de los Centros Culturales más importantes de la provincia, siendo sede de los más destacados certámenes y muestras de artes visuales locales. El 30 de agosto de 1991 es inaugurado el nuevo edificio del MMAMM, en el subsuelo de Plaza Independencia, espacio en el cual aún se encuentra en funcionamiento esta institución orientada a la promoción del conocimiento y la preservación de la cultura artística mendocina.