Музей был открыт в 1976 году, к 100-летию со дня рождения выдающегося хирурга, одного из основоположников нейрохирургии, доктора медицинских наук, академика Николая Ниловича Бурденко .
Экспозиция была создана в мемориальном доме родителей ученого, специально перенесенного с о. Пески на территорию областной больницы, носящей имя Н. Н. Бурденко.
В музее представлены подлинные мемориальные вещи семьи Бурденко, сохранена научная библиотека академика.