博物馆原为正阳门东车站，俗称北京站，也叫前门站，它的修建与西方列强侵略中国密不可分。清光绪二十三年（1897年）津卢铁路竣工通车。该路由天津站到卢沟桥。铁路修至丰台时，引出一条丰台至马家堡的铁路。光绪二十六年（1900年），八国联军侵略中国。1901年，英国侵略军强行将津卢铁路从马家堡延展至正阳门（即前门），开始修建“京奉铁路正阳门东车站”，1906年竣工并开通使用。它是当时全国最大的火车站。车站站房建筑面积3500平方米。站内有三座站台，设有客票房、问事房、行李房和旅客用公用电话、无线电报等设施。1959年9月15日，新建的北京站开通运营，正阳门东车站退役，结束了自己作为“首都大门”的历史使命。2008年，车站改建为北京铁路博物馆，8月北京奥运会开幕前正式向国内外观众开放。这是铁道部和北京市政府共同组织的“人文奥运”项目之一。北京铁路博物馆，结构共为四层：地上三层，地下一层。地上一、二层为长期展览，将用大量的文物和历史图片展示中国铁路130余年的屈辱、奋争、兴盛和辉煌的历史。