Академик И.П. Павлов — гениальный физиолог, классик естествознания, почетный член 132 академий и научных обществ, почетный доктор Кембриджского университета, первый русский лауреат Нобелевской премии (1904 г.), старейшина физиологов мира.
Более шестидесятилетий И. П. Павлов разрабатывал «науку ликующей жизни» именно так он называл физиологию. С именем академика И.П. Павлова связаны выдающиеся открытия в области физиологии кровообращения, пищеварения и высшей нервной деятельности.
К 85-летию со дня рождения академика И.П. Павлова (23. 09. 1934 г.) ул. Курганская была переименована в улицу Павлова.
31 июля 1964 года улица Павлова была переименована в улицу Маяковского, а улица К. Маркса (бывшая ул. Никольская) — в улицу академика Павлова.
В годы Великой Отечественной войны, 2 июня 1944 г., было подписано Распоряжение Совета Народных комиссаров о создании музея на Родине ученого.
Музей И. П. Павлова был открыт выездной объединенной сессией Академии наук СССР и Академии медицинских наук СССР 6 марта 1946 года, в связи с десятой годовщиной со дня смерти ученого.
В 1968 году в распоряжение музея перешел второй усадебный дом, построенный в 1888 году Петром Дмитриевичем Павловым — отцом ученого. В 1974 году, к 125-летию со дня рождения И. П. Павлова, состоялось торжественное открытие научной экспозиции, повествующей об открытиях ученого в области физиологии пищеварения, кровообращения и высшей нервной деятельности, разместившейся в этом доме. С этого момента за новым домом, включенным в музейный комплекс, получил гордое название — Дом науки.
30 ноября 1993 года музею был присвоен статус «Мемориальный музей-усадьба академика И.П. Павлова».
В 2007 году в состав музея вошло административное здание музея, сейчас здесь работает Научный центр по сохранению и пропаганде Павловского наследия. Здесь проходят научные конференции, семинары, мероприятия.
В 2009 году музей стал дипломантом Национальной туристской премии имени Ю. Сенкевича в номинации «Лучший региональный музей».
12 июня 2010 года в Доме науки состоялось торжественное открытие обновленной научной экспозиции. Шесть залов музея в доступной для посетителей форме повествуют не только об открытиях физиолога И.П. Павлова, но и формируют представление об ученом как о гражданине мира.