10 октября 1965 года во Дворце культуры ГАЗ открылся музей. Изначально среди экспонатов были лишь масштабные модели машин, но после переезда в Учебный центр, в 1984 году, в музее появились первые настоящие автомобили. Произошло это благодаря тому, что рабочие бережно хранили автомобили для потомков: первыми экспонатами музея стали ЗИМ и М20 "Победа".
Тогда на заводе появилась традиция сохранять последний сошедший с конвейера автомобиль. Поэтому автомобили в музее такие нарядные: многие из них рабочие специально красили в яркие, насыщенные цвета.
В 2022 году в музее благодаря промышленнику Олегу Дерипаске в рамках программы развития территорий "Новый социальный вектор" прошла масштабная реконструкция. Музей стал более технологичным и интерактивным. За 59 лет музей прошёл огромный путь, и все эти годы в музее продолжают бережно хранить традиции, заложенные при основании. Самым главным для музея всегда остается история Горьковского автозавода, судьбы создателей знаменитых машин и воспитание будущих поколений.