Нижнетагильский железоделательный завод был основан в 1725 году династией Демидовых. Завод включал в себя полный технологический цикл выплавки металла — подготовку железной руды, древесного угля, выплавку чугуна, железа и меди. Здесь же работали и обслуживавшие завод хозяйственные и ремонтные службы, кирпичная и лесопильная фабрики. После запуска в эксплуатацию Новотагильского металлургического завода на куйбышевском заводе осваивали новые доменные технологии для получения качественного чугуна. В годы Великой Отечественной войны на заводе производился феррохром и ферромарганец, а также нержавеющая лента для авиастроения. В 1957 году завод им. Куйбышева вошёл с состав НТМК. Завод был одним из крупнейших в Европе и проработал до октября 1987 года, когда он был торжественно остановлен. Символические ключи от старого завода были вручены Нижнетагильскому музею-заповеднику горнозаводского дела Среднего Урала.
Музей на основе закрытого завода был открыт в январе 1989 года. В 1992 году музей получил часть территории завода, включая инфраструктуру и окрестную историческую зону. В результате был образован музейный комплекс площадью 30 гектаров.
Завод-музей состоит из ряда экспозиций, которые показывают основные стадии металлургического производства: доменный цех, прокатное производство, мартеновский цех, энергетическое хозяйство, оборудование механической обработки металла и литейного дела. Здесь же находятся выставки заводской техники и подвижного состава образца XIX—XX веков. Музей частично сохранил облик зданий XVIII—XX веков, в том числе доменную и мартеновскую печи, водяную турбину и мостовой кран 1892 года, водяные лари, доменный корпус начала XIX века.
Выставка заводской техники демонстрирует образцы оборудования 1920—1930-х годов, а также брёвна из лиственницы, сохранившиеся с момента возведения плотины и завода, поднятые при реконструкции плотины в 1992 году. Хорошо сохранилась также сама плотина, построенная ещё в 1721 году и неоднократно перестраивавшаяся.
В состав музея входят:
— Доменный цех;
— Энергетический цех;
— Прокатный цех;
— Цех металлоконструкций!
— Листобойный цех!
— Контора ремонтно-монтажного цеха;
— Кузница;
— Мартеновский цех;
— Заводская контора;
— Механическая фабрика;
— Конюшенный двор;
— Разливочная машина;
— Конно-спортивная площадка.
Завод-музей является памятником индустриального наследия России регионального значения.
