Ideea unui muzeu al căilor ferate apare în 1924, propusă de inspectorul general Theodor Balș, iar la 10 iunie 1939 se deschide „Muzeul Ceferiștilor", sub tribunele stadionului Giulești. Din 1 mai 1953 colecția locuiește în clădirea CFR de pe Calea Griviței, lângă Gara de Nord, unde este și astăzi. A fost reamenajată în 1969, la centenarul primei linii, și redeschisă publicului la 16 mai 2012, odată cu inaugurarea dioramei.
Astăzi funcționează sub administrarea CENAFER, ca Colecția Publică de Istorie Feroviară Românească. În patrimoniu are 37 de locomotive cu abur, păstrate în depouri din toată țara, dintre care 15 clasate ca tezaur.