В историческом центре Вятки на улице Преображенской 160 лет назад, в 1858 году, купцы Шуравины возвели большой полукаменный флигель с антресолями. Это здание сдавалось в аренду, и с 1873 по 1878 год в нём жила семья великого русского учёного и основоположника космонавтики Константина Эдуардовича Циолковского.

В советское время здесь на протяжении 30 лет проживала семья Тухариновых. Юрий Владимирович Тухаринов, генерал-полковник и первый командующий 40-й армией, руководил вводом советских войск в Афганистан в 1979 году и внёс значительный вклад в строительство советских военно-космических объектов в Средней Азии. В 1968 году на здании установили мемориальную доску в честь пребывания К.Э. Циолковского в Вятке, а в 2007 году, доску в честь Ю.В. Тухаринова.

10 апреля 1988 года в этом историческом здании открылся музей К.Э. Циолковского, авиации и космонавтики. На открытии присутствовали Виктор Петрович Савиных, лётчик-космонавт СССР и дважды Герой Советского Союза, Александр Александрович Серебров, лётчик-космонавт СССР и Герой Советского Союза, а также правнуки и внучка К.Э. Циолковского. В 1989 году здесь прошли первые Молодёжные Циолковские Чтения, которые впоследствии стали всероссийским форумом для школьников и студентов. В 2007 году на территории музея установили бюст В.П. Савиных.

В декабре 2014 года по инициативе В.П. Савиных началось строительство второго здания музея, современного комплекса с новыми экспозиционными залами и цифровым планетарием. 13 марта 2018 года состоялось торжественное открытие Детского космического центра.

Коллекция музея, основанная в 1988 году, к началу 2020 года насчитывала 12 057 единиц хранения. Здесь собраны образцы космической техники, реликвии, документы, фотографии, аудио- и видеозаписи, почтовые марки и произведения искусства на тему космоса. Большинство экспонатов поступает в фонды через дарение.

Музей включает шесть залов: зал «Исследование космического пространства», зал «Пилотируемая космонавтика», зал «Виктор Петрович Савиных, лётчик-космонавт СССР, дважды Герой Советского Союза» и залы исторического здания, где размещены постоянные экспозиции о жизни и деятельности К.Э. Циолковского, вкладе кировчан в освоение космоса и интерактивный зал «Астрофизические явления».

В зале «Исследование космического пространства» представлены глобусы Луны и Марса, минералы, составные части космических аппаратов, солнечные батареи, макеты ракет и спутников. Здесь демонстрируются видеоматериалы о планетах Солнечной системы и перспективах колонизации космоса.

Зал «Пилотируемая космонавтика» рассказывает о жизни космонавтов на Международной космической станции, демонстрируя костюмы, личные вещи, приборы и образцы космической пищи.

Зал «Виктор Петрович Савиных» посвящён его детству, учёбе и космическим полётам в 1981, 1985 и 1988 годах, а также его педагогической и общественной деятельности.

В зале «Астрофизические явления» интерактивные экспонаты демонстрируют физические законы и явления природы. Здесь можно создавать облака и торнадо, генерировать электрическую энергию и участвовать в научном шоу.

Детский космический центр имени В.П. Савиных оснащён современным планетарием с куполом диаметром 12 метров, рассчитанным на 50 зрителей. Здесь проходят лекции и показы научно-познавательных фильмов для детей и взрослых.