Музей був відкритий 26 квітня 1992 року до шостої річниці Чорнобильської трагедії, яка залишила чорний слід у долях сотень тисяч людей. Про його існування сьогодні відомо далеко за межами нашої держави. Тут побували мешканці 80 країн світу. Серед них і президенти, голови парламентів, депутати, вчені, міжнародні експерти, представники багатьох світових організацій. У 1996 році, враховуючи загальнодержавне і міжнародне визнання діяльності музею, Указом Президента України йому було надано статус Національного.

В головній залі музею – іконостас, що знаходиться в центрі. Працівники музею привезли його із Воскресенського храму, який також потрапив у зону відчуження. Поряд з іконостасом, замість звичної для православних церков купелі, стоїть поліський човен, що символізує Ноїв ковчег.

Для відвідувачів уже стало традицією залишати у човні дитячі іграшки − в знак жалоби і пам’яті про тих, хто загинув від згубної радіації. Над іконостасом − два ангели: білий і чорний − добро і зло. Під крилами білого – світлини діток, які народилися після аварії на Чорнобильській АЕС, а на крилах чорного – фотографії із нашої новітньої історії останніх 70-и років, які відображають її трагічні сторінки.

На символічній карті світу тривожно блимають атомні електростанції, розміщені на всіх континентах

Гордістю музею є діючий макет енергоблоку ЧАЕС і діорама «Чорнобильська АЕС», на якій видно станцію до, під час, і після аварії. Кілька стендів розповідають про самовідданість ліквідаторів наслідків аварії на четвертому енергоблоці, серед яких були представники найрізноманітніших професій, об’єднані прагненням захистити мільйони людей від невидимої смерті.

У 1998 році в музеї «Чорнобиль» з’явилася електронна Книга Пам’яті, до якої вписали більше 5 тисяч імен ліквідаторів. Фонди музею нараховують понад 7 тисяч експонатів, що розповідають про трагедію на Поліссі. Це й документи, які були розсекречені не так давно, а також фотографії та особисті речі ліквідаторів.

Окремий розділ експозиції присвячений міжнародній допомозі, наданій Україні. Вона значна. Хоча чимало обіцяного так і залишилось лише на папері.

Є в музеї картина з промовистою назвою «Вирвані з корінням». Написана вона американською художницею Лоною. Полотно виконане в стилі поетичного живопису, притаманного авторці. Якщо уважно придивитися, то можна побачити, що кожен міліметр картини заповнений словами вірша. Ідея вірша і картини з’явилась у живописця після перебування в музеї «Чорнобиль» та в уражених радіацією селах України.