Museum Kereta Api Indonesia (Indonesian Railway Museum) awalnya adalah sebuah stasiun yang bernama Stasiun Willem I. Stasiun ini dibangun oleh Nedherlandsch Indische Spoorweg Maatschappij (NISM) yang diresmikan pada tanggal 21 Mei 1873 bersamaan pembukaan lintas  Kedungjati-Ambarawa. Tahun 1907, Bangunan Stasiun Ambarawa direnovasi dengan mengganti material semula berupa kayu dan bambu menjadi batu bata.

Pada awal pengoperasiannya, Stasiun Willem I digunakan sebagai sarana pengangkutan komoditas ekspor dan transportasi  militer di sekitar Jawa Tengah. Setelah di non aktifkan tahun 1976, Stasiun Ambarawa dicanangkan sebagai Museum Kereta Api oleh Gubernur Jawa Tengah pada saat itu, Supardjo Rustam.

Indonesian Railway Museum (IRM) sebagai museum kereta api terbesar di Asia Tenggara menampilkan koleksi perekeretaapian dari masa Hindia Belanda hingga pra kemerdekaan RI yang meliputi sarana, prasarana dan perlengkapan administrasi. Beberapa koleksi sarana perkeretaapian heritage seperti 26 Lokomotif Uap, 4 Lokomotif Diesel, 5 Kereta dan 6 Gerbong dari berbagai daerah.

Para pengunjung juga dapat menikmati perjalanan wisata dengan menaiki Kereta Api Wisata relasi Ambarawa-Tuntang (pp) dengan lokomotif penarik jenis lokomotif uap maupun kereta diesel vintage. Selain itu terdapat rute kereta Api Wisata Ambarawa-Jambu-Bedono (pp) yang menggunakan lokomotif uap bergigi yang melewati rel bergerigi. Rel bergerigi tersebut satu-satunya yang masih aktif di Indonesia.

Selain menjadi tempat wisata sejarah, museum ini dapat disewa untuk kegiatan Pameran, Ruang Pertemuan, Pemotretan, Shooting, Pesta Pernikahan, Festival, Bazar, Pentas Seni, Workshop, dll.