Историческая часть

Находится за Павелецким вокзалом, слева от путей (вход со стороны Кожевнической улицы). Расположена в отдельно стоящем здании. Экспозиция занимает площадь 1800 м².

Первый и главный экспонат исторической части музея — паровоз У127 («Траурный поезд В. И. Ленина»). После ремонта, закончившимся в 2011 году, музей представляет свою экспозицию используя новейший музейные технологии: инсталляции, действующие макеты, видеозарисовки и пр. Выставлены множество действующих макетов, коллекция форменной одежды железнодорожников разных времён, документы, фотографии и др.

Площадка натурных образцов железнодорожной техники

Находится слева от выхода на платформы пригородных электропоездов. Режим работы: с 10 до 16 часов ежедневно, кроме понедельника и вторника. Каждое воскресенье в 12:00 (по предварительному заказу также по средам, пятницам и субботам) проводится групповая экскурсия, составной частью которой является паровозная прогулка на специальном ретро-поезде до станции Подмосковная (рядом с платформой Красный Балтиец). Обычно используется паровоз типа «Л», но работники упоминают и «Эр». По прибытии экскурсантам показывают сохранившийся комплекс зданий и сооружений локомотивного депо, в том числе поворотный круг (в настоящее время не используется), а паровоз в их присутствии заправляют водой из гидроколонки и переводят в противоположный конец поезда. Кроме того, перед экскурсией можно посетить Выставочный центр в здании Рижского вокзала, где выставлены модели железнодорожной техники (не подвижной состав), серьёзные миниатюрные модели, а также тренажер электровоза ВЛ80С. В 2011 году на территории установлен памятник воинам-железнодорожникам.

С 7 июля 2022 года площадка на Рижском вокзале закрыта для посещения в связи с вывозом экспонатов. Новой площадкой музея определена территория закрытого локомотивного депо Лихоборы, дата открытия экспозиции (и даже примерные сроки) на новом месте неизвестна.