Museum Kereta Api Bondowoso merupakan museum kereta api pertama di Jawa Timur. Pada awalnya, museum ini merupakan sebuah stasiun, yakni Stasiun Bondowoso (Bo). Stasiun Bondowoso mulai dibangun tahun 1893 dan diresmikan tanggal 1 Oktober 1897 oleh Staatssporwegen (SS) bersamaan dibukanya jalur kereta api Jember-Kalisat-Bondowoso-Panarukan. Jalur tersebut merupakan kelanjutan dari pembangunan rel kereta api yang sudah ada yaitu jalur Bangil-Pasuruan-Probolinggo yang beroperasi tahun 1884.

Jalur kereta api lintas Panarukan-Bondowoso-Kalisat-Jember awalnya digunakan untuk mengangkut komoditas penting seperti tembakau, kopi, beras dan hasil perkebunan lainnya seperti teh yang banyak berasal dari Jember, Banyuwangi, Bondowoso, serta Situbondo ke Pelabuhan Panarukan. Stasiun Bondowoso sebagasi stasiun terbesar di Bondowoso dulu melayani kereta api lokal tujuan Jember dan Panarukan. Namun, tahun 2004 Stasiun Bondowoso serta jalur Panarukan-Bondowoso dinonaktifkan karena prasarana yang sudah sangat tua.

Stasiun Bondowoso memiliki nilai sejarah penting yakni sebagai saksi bisu dalam peristiwa “Gerbong Maut” yang terjadi pada 23 November 1947. Peristiwa Gerbong Maut merupakan pemindahan 100 pejuang yang menjadi tawanan penjajah Belanda dari Stasiun Bondowoso dengan menggunakan tiga gerbong barang. Karena kondisi gerbong barang yang tertutup dan diisi lebih dari 30 orang  serta panasnya udara saat itu membuat 46 pejuang gugur dalam proses pemindahan tersebut.

Sebagai upaya pelestarian dan penghormatan terhadap pahlawan Indonesia khususnya kepada para pejuang yang gugur dalam peristiwa heroik “Gerbong Maut”, Stasiun Bondowoso dialih fungsikan sebagai museum yaitu Bondowoso Rail and Train Museum. Peresmian dilaksanakan pada tanggal 17 Agustus 2016 bertepatan dengan HUT Indonesia ke-71 oleh Bupati Bondowoso, Drs. H. Amin Said Husni.