1896-ban a honfoglalás ezredik évfordulóján nagyszabású kiállítássorozatot rendeztek Budapesten a Városligetben, hogy Magyarország méltóképpen mutatkozhasson be a világnak, teljes képet adva a múltról, a jelenről, a magyarság eredményeiről a kultúra és a tudomány területén. A bemutatásra váró területek sorában jelen volt a közlekedésügy is, hiszen 1885-ben már nagy sikert aratott egy hasonló kisebb méretű országos kiállítás. Felvetődött egy vasúti múzeum alapításának ötlete is.

A millenniumi kiállításhoz szükséges tárgyak összegyűjtésének a századvég közönsége rendkívül nagy figyelmet szentelt. Az "ezredéves kiállítás" X. csoportjaként ismertté vált romantikus-eklektikus stílusban felépített Közlekedési Csarnokban (a Közlekedési Múzeum mai főépületében) mutatták be mindazt, amit az ország a közlekedés fejlesztésében és vízépítés területén elért. A Pfaff Ferenc MÁV-felügyelő tervezte csarnok kupolának átmérője 26 méter, magassága 67 méter volt, a 3100 négyzetméteres kiállítótérben a vasút, a közút, a hajózás és vízépítészet, valamint a posta, távbeszélő és távírda legfontosabb tárgyai kaptak helyet. A közönség 18 mozdony modelljében gyönyörködhetett, köztük volt a ma is látható, 1:5 léptékű Pest gőzmozdony kicsinyített mása. A városi közlekedést eredeti járművekkel szemléltették: kiállították a debreceni gőzüzemű helyiérdekű vasút pótkocsiját és Budapest első állandó, Baross utcai villamosvonalának motorkocsiját 1889-ből.

A járművek, alkatrészek, különféle berendezési tárgyak, modellek mellett a fényképek, térképek, rajzok és menetjegyek gyűjteményét nemzetközi anyaggal egészítették ki.

A szervezők nem nyugodtak bele, hogy a sikeres és értékes gyűjtemény elkallódjon, ezért úgy döntöttek, hogy állandó kiállítást hoznak létre az ideiglenesnek épült pavilonból. A múzeum ügyének lejfőbb szószólója Banovits Kajetán mérnök (később a Közlekedési Múzeum első igazgatója) volt, aki kitartó munkával elérte Dániel Ernő kereskedelemügyi miniszternél, hogy engedélyezze a múzeum megalapítását.

A megnyitóra 1899. május 1-jén került sor. A gyűjteményt folyamatosan gyarapították, és a repülés magyar és külföldi gépei, modelljei is helyet kaptak az épületben. Mivel gyorsan nyilvánvalóvá vált a helyhiány, több terv született a múzeum bővítésére, illetve a Műegyetem mellé történő telepítésére. A pénzhiány és a két világháború azonban az elképzeléseket meghiúsította. 1944-ben két bombatalálat érte a múzeumot, jelentős károkat okozva az épületben és a kiállított tárgyakban.

A gyűjtemény sorsa hosszú évekig bizonytalan volt, s csak az 1950-es évek végén dőlt el, hogy helyreállítják a romos épületet. 1966. április 2-án nyitotta meg kapuit az új Közlekedési Múzeum, amelyet 1970 végén a kormány országos múzeummá nyilvánított. A múzeum 1987-ben új kiállítási épülettel bővült, a látogató ma valamennyi közlekedési ág fejlődésével megismerkedhet.