Музей обороны Брестской крепости был открыт 8 ноября 1956 г. в уцелевшей части оборонительной казармы на Центральном укреплении крепости — Цитадели. Начальником музея был назначен капитан А. А. Крупенников.
Музей был создан на базе комнаты-музея, открывшейся ранее, 23 февраля 1956 года, на первом этаже казармы саперного батальона 128-го стрелкового корпуса. До этого здесь находилась комната Боевой славы. В ней хранили предметы из раскопок, собирали материал об обороне крепости.
3 июня 1958 года Центральный комитет коммунистической партии Белоруссии и Совет министров БССР приняли Постановление «О музее обороны Брестской крепости», которое поручало Главному управлению по делам архитектуры при Совете министров БССР разработать генеральный план благоустройства территории Брестской крепости.
В 1959 году музей был принят в Международную ассоциацию музеев оружия и военной истории.
С 1963 года музей обороны и Брестская крепость были включены в маршрут Всесоюзного Общества «Интурист».
В фондах мемориала хранится большой документальный материал, уникальные предметы из раскопок, личные вещи, фотографии, принадлежавшие защитникам крепости (около 80 тысяч). Часть из них представлена в экспозиции музея.
Основная экспозиция музея размещена на втором этаже. Она занимает десять залов, каждый из которых последовательно повествует о фактах многолетней истории крепости.
Научные сотрудники музея разработали тематический план создания экспозиции в 10 залах.
В 1-м зале музея можно узнать об истории строительства Брестской крепости в середине XIX века и о совершенствовании ее укреплений в конце XIX в. — начале ХХ в. Посетители могут увидеть макет крепости, выполненный по планам 1870 г. В этом зале хранятся материалы о жизни и деятельности Д. М. Карбышева и других военных инженеров, которые участвовали в строительстве и усовершенствовании фортов крепости в 1911–1914 г. г. Здесь же находятся материалы о Первой мировой войне и Брестском мире, подписанном 3 марта 1918 г. в Белом дворце.
Экспонаты 2-го зала музея знакомят с польским периодом в истории крепости и её обороной в сентябре 1939 г.
В 3-м зале представлены материалы, связанные с предвоенной жизнью Брестского гарнизона, с началом Великой Отечественной войны.
В 4 и 5 залах продолжается рассказ о начальном периоде Великой Отечественной войны, о боях в районе Бреста и городе.
Основное в экспозиции — героическая оборона Брестской крепости: бои на Тереспольском и Волынском укреплениях, оборона Кобринского укрепления. Обороне Цитадели посвящена экспозиция 6-го и 7-го залов музея.
Особый интерес представляют экспонаты, найденные в ходе раскопок: знамя 393-го отдельного зенитного артиллерийского дивизиона, кирпичи с надписью «Умираем не срамя», обнаруженные в подвале Белого дворца в октябре 1958 г., медальоны погибших воинов. Среди экспонатов музея — личные вещи погибших, письма, фотографии, бережно сохраненные родственниками. В экспозиции много художественных произведений, в которых тема героической обороны крепости получила правдивое воплощение.
8-й зал музея раскрывает судьбы защитников крепости, которые сражались позднее на разных фронтах войны, участвовали в партизанском движении, в освобождении Белоруссии, в том числе и в Люблинско — Брестской операции.
В 9-м зале размещены фотографии, документы, личные вещи защитников Бреста и крепости в июне 1941 г., которые участвовали в Движении сопротивления и освобождении стран Европы и Азии. Здесь находится дубликат Знамени Победы, переданный президентом России Б. Н. Ельциным мемориальному комплексу «Брестская крепость–герой» 22 июня 1996 г.
10-й зал музея отражает жизнь и деятельность человека, который открыл для всех героев крепости, — писателя Сергея Сергеевича Смирнова. 28 мая 1964 года писатель С. С. Смирнов передал музею весь свой архив, который собирал в течение десяти лет. Его книги о Брестской крепости издавались более 60 раз на 19 языках народов СССР и на 10 языках народов других стран. Этот зал рассказывает и о том, как тема Брестской крепости, героизм ее защитников отражены в произведениях литературы и искусства, а также о сегодняшнем дне мемориала.
Для временных выставок используются площадки на 1-м и 2-м этажах музея. Тематика создаваемых выставок связана с основной темой экспозиции. Кроме того, выставки создаются по новым темам, с перспективой включения отдельных выставочных комплексов в постоянную экспозицию.
К юбилейным и памятным датам практикуются экспресс выставки, которые дают возможность представить более полно коллекцию музейных предметов, оперативно реагировать на важнейшие события в жизни музея и страны.
Большое значение имеют передвижные выставки, которые позволяют широкому кругу людей познакомиться с основными темами музея.
С 1956 г. через залы музея прошло свыше 20 миллионов посетителей более чем из 130 стран мира.
