История создания музея берет свое начало с 1975 года. В здании музея располагаются восемь экспозиционных залов.

Материалы первого зала рассказывают об истории железной дороги в России. Второй зал посвящен строительству железной дороги на Алтае. Третий зал рассказывает об участии алтайских железнодорожников в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг., Афганской и Чеченской войнах.

Небольшой зал оформлен в виде крестьянской избы, как жили переселенцы, приехавшие в Сибирь для строительства железной дороги.

Зал «Пульс стальных магистралей» посвящен всем основным хозяйствам Алтайского региона.

Зал локомотивного депо Барнаула, в котором установлен интересный экспонат   макет разреза кабины паровоза Л-1703 с имитацией «огня в топке».

Мультимедийный зал используется для показа фильмов по истории железных дорог России и отдельных предприятий, а также  организации  выставок прикладного творчества железнодорожников, фотовыставок и пр.

В экспозиционном зале представлено 10 макетов и моделей железнодорожной техники, например,   действующий макет железной дороги, натуральный подвижной состав – два паровоза: 9П и Л-0186, макет старого здания железнодорожного вокзала станции Барнаул и другие.

Некоторые уникальные предметы, поступившие в музей в 2015 г.: громкоговоритель «Обь» 1951 г.; замок системы Дементьева 1962 г.;  рубанок ручной работы начала XX в; личные документы Иванова Владимира Константиновича, машиниста паровоза, 1941 год и др.

В музее происходит постоянное обновление экспозиций и создание передвижных выставок.