Muzeum zostało otwarte w przeddzień 60. rocznicy wybuchu powstania, 31 lipca 2004. Jest wyrazem hołdu warszawiaków wobec tych, którzy walczyli i ginęli za wolną Polskę i jej stolicę. Ekspozycja przedstawia walkę i codzienność powstania na tle okupacji, poprzez ukazanie złożonej sytuacji międzynarodowej, aż po powojenny terror komunistyczny i losy powstańców w PRL. W 1994 odbyła się uroczystość wmurowania kamienia węgielnego pod budowę Muzeum, jednak z powodu niejasnych stosunków własnościowych gmachu przy Bielańskiej budowa się nie rozpoczęła. Sytuacja zmieniła się w 2002 roku, kiedy prezydentem Warszawy został Lech Kaczyński. Obiecał powstańcom, że Muzeum zostanie wybudowane na 60. rocznicę wybuchu powstania warszawskiego.

Prace rozpoczęły się w kwietniu 2004 i w ciągu następnych czterech miesięcy prowadzone były na trzy zmiany, 24 godziny na dobę. Dzięki olbrzymiemu wysiłkowi i poświęceniu ludzi zaangażowanych w realizację projektu 31 lipca 2004 - dzień przed 60. rocznicą powstania warszawskiego - ówczesny prezydent Warszawy Lech Kaczyński otworzył Muzeum Powstania Warszawskiego. Ekspozycja zlokalizowana jest na trzech kondygnacjach (parter, antresola i piętro), na całkowitej powierzchni ponad 3000 m2. Składa się na nią blisko 1000 eksponatów, 1500 fotografii, ponad 200 informacji biograficznych i historycznych, a także mapy, tablice, filmy, kroniki, zaaranżowane w porządkach chronologicznym i tematycznym. Kompozycja ekspozycji muzealnej oddziałuje obrazem, światłem i dźwiękiem. Aranżacja wnętrza i wykorzystanie efektów multimedialnych przybliżają powstańczą rzeczywistość.

Centralnym punktem Muzeum jest stalowy monument, przecinający wszystkie poziomy ekspozycji. Jego ściany pokrywają daty kolejnych dni Powstania i ślady po pociskach. W kilkumetrowym Monumencie – "bijącym sercu walczącej Warszawy" – zamknięto odgłosy powstańczej stolicy. Wytyczona trasa przedstawia chronologię wydarzeń i prowadzi przez poszczególne sale tematyczne. Zwiedzający poruszają się w scenerii sprzed ponad 60. lat, chodzą po granitowym bruku wśród gruzów niszczonej Stolicy.