Музей-заповедник «Сталинградская битва» ведёт свою историю от Музея обороны Царицына имени товарища Сталина, открытого 3 января 1937 года
В 1965 г. на заседании бюро Волгоградского горкома КПСС было принято постановление, в котором говорилось, что «[…]рассмотрев представленные эскизы проекта панорамы и музея Сталинградской битвы, бюро горкома КПСС и исполком горсовета постановляют: 1. Одобрить для дальнейшей разработки вариант, разработанный архитекторами тт. Масляевым, Макаренко и Ершовой, предусматриваемый размещение музея-панорамы в едином комплексе с руинами мельницы[…]».
2 февраля 1968 г. в день 25-летия разгрома немецко-фашистских войск под Сталинградом состоялась торжественная закладка памятной плиты в основание будущего музея-панорамы.
31 мая 1982 г. музей был размещен в новом здании, построенном по проекту института «Волгоградгражданпроект». Автором данного проекта стал главный волгоградский архитектор В.Е. Масляев.
Музейный комплекс был введен в строй поэтапно. Сначала была открыта панорама «Разгром немецко-фашистских войск под Сталинградом», затем появились триумфальный и диорамный залы, потом был открыт музей «Сталинградская битва».
Как свидетельствуют документы, ощутимый вклад в создание мемориального комплекса музея большого количества комсомольцев и молодежи, которые оказывали непосредственную шефскую помощь в проведении строительных работ.
По материалам Волгоградского обкома ВЛКСМ, строительство мемориального комплекса музея-панорамы «Сталинградская битва» было объявлено Всесоюзной ударной комсомольской стройкой.
«[…]На протяжении всего хода строительства регулярно проводились субботники и воскресники по оказанию шефской помощи, в которых принимали участие рабочие, инженеры, служащие, студенты и школьники города[…]».
6 мая 1985 г., в канун 40-летия Победы, был торжественно открыт музей «Сталинградская битва». Государственная комиссия приняла этот важнейший объект с оценкой «отлично».