Музей истории института экспериментальной медицины был организован в 1988 году к столетию института. В состав музея вошла экспозиция музея И.П. Павлова в отделе физиологии ИЭМ.
В экспозиции музея нашла отражение история создания и деятельности всех структурных подразделений ИЭМ.
Материалы,  собранные в музее относятся к истории института нескольких периодов: от организации института в 1890 году до социалистической революции 1917 года; следующий период с 1918 до 1944; период послевоенный с 1945 до настоящего времени
Используются произведения живописи, скульптуры и графики, личные медицинские и научные инструменты сотрудников института, приборы, личные вещи, копии документов, писем, фотографий сотрудников, схемы и диаграммы, оригиналы и копии статей, копии дипломов и наград.
Включены материалы, отражающие связь медицины и биологии с основными успехами в развитии смежных областей науки, их взаимное влияние и взаимодействие.
Кроме того, в музее есть экспозиция «Кабинет ученого», где воссоздана рабочая  обстановка конца XIX-начала XX века.
В отдельно выделенном экспозиционном зале проводятся временные тематические выставки, связанные с историей ИЭМ.