Najdawniejsze wiadomości związane z tą miejscowością pochodzą już z XVI wieku. W 1676 roku Kozłówka liczyła 34 mieszkańców (bez dzieci), a w 1787 r już 3006. Wzrost liczby mieszkańców związany był z powstaniem ośrodka rozległych dóbr ziemskich.

W roku 1728 Jadwiga Niemyska podsędkowa Ziem Lubelskich ofiarowała swej wnuczce Jadwidze Pepłowskiej majątek, w skład którego wchodziły pobliskie miejscowości. Historia pałacu rozpoczyna się w roku 1735, kiedy to odbył się ślub Michała Bielińskiego z Teklą Pepłowską. W posagu panny młodej znajdowały się dobra kozłowieckie obejmujące 11 wsi oraz miasto Kamionka.

Budowa pałacu zakończyła się w roku 1742. Architektem, który przygotował projekt zespołu pałacowego był Józef II Fontana, a swój wkład w jego powstanie wniósł również brat Michała Bielińskiego - Franciszek, ówczesny marszałek wielki koronny. Człowiek ten znany był ze swego zamiłowania do sztuki i aby zapewnić rozgłos Kozłówce organizował tam przedstawienia teatralne.

W 1799 roku dobra kozłowieckie zakupiła rodzina Zamoyskich. W ich rękach pałac znajdował się do 1944 roku, kiedy to po drugiej wojnie światowej utworzone zostało tam muzeum państwowe, a potem składnica muzealna.

Właścicielem, który najbardziej zasłużył się świetności pałacu był Konstanty Zamoyski. Otrzymał on Kozłówkę w roku 1970 od ojca Jana. Dla nadania większej rangi gromadził cenne dzieła sztuki z całego świata między innymi: dzieła malarstwa, porcelanę, rzeźby i okazy sztuki meblarskiej. Pomieszczania pałacu były ozdobione przez ponad 1000 obrazów.

W latach 1879 - 1907 pałac został przebudowany. W tym czasie powstała kaplica połączona z pałacem przejściem na piętrze i parterze, którą wybudował Jan Heinrich młodszy. Wzorował się on na kaplicy Ludwika XIV, która znajduje się w Wersalu we Francji. Wnętrze kaplicy wzbogacają witraże oraz organy, które umożliwiają organizowanie koncertów organowych.

W latach okupacji niemieckiej wiele osób ukrywało się w Kozłówce. W takich okolicznościach, w latach 1940 -41 na zaproszenie Jadwigi i Aleksandra Zamoyskich, przebywał w pałacu ksiądz Stefan Wyszyński, późniejszy Prymas Polski. W roku 2001 znajdujący się w pobliskiej Kamionce Zespół Szkół otrzymał imię Księdza Kardynała Stefana Wyszyńskiego.

W czasie II wojny światowej żona Aleksandra Jadwiga Zamoyska, w obawie przed zbliżającym się frontem, wywiozła do Warszawy najcenniejsze okazy. Wiele z tych dzieł spłonęło w czasie powstania warszawskiego w 1944 roku. Tymczasem 23 lipca 1944 r. Kozłówkę wyzwoliły oddziały 27 Wołyńskiej Dywizji Armii Krajowej, ale już po dwóch dniach zostały rozbrojone przez Armię Czerwoną.

W 1944 r. zespół pałacowy przeszedł na własność państwa i zostało w nim urządzone, pierwsze na ziemiach wyzwolonych, muzeum. Muzeum w latach 1955 -1977 stało się składnicą muzealną. Spuściznę tego okresu stanowią zbiory prezentowane jako wystawa „socrealizmu".

Od roku 1977 przywrócony został temu miejscu status Muzeum, które w ciągu ostatniego ćwierćwiecza zostało odrestaurowane i jest chętnie odwiedzane przez turystów z kraju i zagranicy. Ostatnio wzbogacone zostało przez otwarcie powozowni.

W skład zespołu pałacowego wchodzą część główna pałac, bliźniaczo podobne budynki kaplica i teatralnia, oficyna kuchenna, dwie kordegardy na planie kwadratu oraz stajnia i powozownia. Całość zamyka brama wjazdowa. Wschodnią część posiadłości znajduje zespół parkowy, w którym znajdują się pięknie kwitnące rabaty, urokliwe alejki spacerowe, fontanna i pomnik żołnierzy francuskich kampanii napoleońskiej z 1812 roku. W głębi parku znajduje się plac zabaw. Przygotowany jest on z myślą o dzieciach, gdzie mogą wypocząć i rozwijać swoją sprawność fizyczną.

W 1994 roku w 50 rocznicę powstania muzeum została otwarta wystawa pt; „Zamoyscy - dzieje rodu". W uroczystości uczestniczył hrabia Adam Zamoyski - wnuk stryjecznego brata Konstantego Zamojskiego - Adama. Przybył on z Kanady, gdzie mieszkał na stałe. Wystawa była okazją do wspominania dawnych dziejów i zapoznania się z historią rodu Zamoyskich.

Muzeum Zamoyskich jako placówka kulturalna wielokrotnie była wyróżniana nagrodami i różnymi certyfikatami. Do najważniejszych można zaliczyć:

• Medal Europa Nostra 1997(za znakomite odnowienie unikatowego zespołu pałacowo-parkowego oraz zachowanie starej kolekcji malarstwa i mebli rodziny Zamoyskich przyznany przez Międzynarodową Komisję Ekspertów za rok 1997),
• Złoty Medal " na najlepsze prace z zakresu ochrony zabtykowych założeń ogrodowych w 1999 roku" (za utrzymanie i pielęgnację założenia pałacowo-parkowego w Kozłówce, przyznany przez Ministra Kultury i Dziedzictwa Narodowego),
• Certyfikat Zatwierdzenia ISO 9001:2000 (przyznany w 2001)
• Honorowy tytuł "Ambasador Województwa Lubelskiego2000" (za promocję i budowanie korzystnego wizerunku regionu lubelskiego, przyznany przez Przewodniczącego Kapituły Tytułu - Marszałka Województwa Lubelskiego),
• Certyfikat "Perła w Koronie Województwa Lubelskiego"

Na południe od Kozłówki znajduje się kompleks leśny o przewadze boru sosnowego i dębowego, zwany Lasami Kozłowieckimi. W ich południowej części znajduje się rezerwat „Kozie Góry", utworzony w 1958 roku w celu zachowania fragmentu lasu pochodzenia naturalnego z udziałem dębu szypułkowego, który występuje tu w pobliżu swego zasięgu geograficznego. Rosną tu dęby w wieku 250 lat i sięgające wysokością 30 m. Miejsce to jest ostoją roślin i zwierząt. Wśród ptaków występują tu rzadkie gatunki takie jak: dzięcioł czarny, słowik szary czy kowalik.