Музей Н. И. Лобачевского был открыт 1 декабря 2017 года в честь 225-летия со дня рождения выдающегося ученого. Он занимает второй этаж «ректорского дома».

Экспозиция музея посвящена жизни и деятельности Н. И. Лобачевского как преподавателя и ректора Казанского университета, а также создателя неевклидовой геометрии. Один из разделов рассказывает о возникновении и развитии идей неевклидовой геометрии, истории казанской геометрической школы и лауреатах премии имени Лобачевского. В музее можно увидеть документальные материалы, книги, мемориальные вещи Лобачевского и воссозданный интерьер голубой гостиной его дома.

В музее также есть выставочный зал, состоящий из трех помещений, где проводятся временные выставки из коллекций музеев Казанского университета и других музеев города.