Музей расположен в доме, построенном в неорусском стиле по проекту В.М. Васнецова в 1894 году.
Главный фасад здания выходит в тихий переулок, который с 1954 года носит имя Васнецова. С восточной стороны участок огорожен кирпичным брандмауэром. С северной и западной сторон дома за высоким дощатым забором сохранен сад с вековыми дубами и вязами. В этом доме художник прожил с 1894 по 1926 год.
Начало музею было положено в 1927 году организованной наследниками «Посмертной выставкой картин и рисунков Виктора Васнецова». В годы Великой Отечественной войны здесь жили родственники художника, которые предпринимали все возможное, чтобы сберечь дом и хранящиеся в нем произведения. В 1948 году к 100-летию со дня рождения В.М. Васнецова наследники приняли окончательное решение о создании мемориального музея. В 1951-м государству были переданы земельный участок, дом, произведения живописи, графики и декоративно-прикладного искусства. 25 августа 1953 года состоялось открытие музея. В 1963 году Дом-музей В.М. Васнецова на правах филиала был присоединен к Музею истории и реконструкции г. Москвы, а в 1986-м вошел в состав Всероссийского музейного объединения «Государственная Третьяковская галерея» как отдел исследования творчества В.М. Васнецова.
