Официальной датой основания музея считается 1965 год. Но первоначально материалы о космосе, о первых полетах – размещались в маленьком домике семьи Титовых. В коллекцию входили телеграммы, письма, подарки, фотографии, школьно-письменные принадлежности космонавта. Экскурсии проводил Степан Павлович Титов. Со временем домик не мог уже вмещать всех желающих познакомиться с детскими и школьными годами Германа Титова, пообщаться с его родителями.
После отъезда семьи Титовых в Москву в 1965 году, решено было отремонтировать старое здание семилетней школы и в нем разместить музей.
Было оформлено три комнаты. В первой рассказывали о Циолковском, во второй – о первом искусственном спутнике земли, в третьей комнате рассказывали о семье Титовых, о детстве и годах учебы Г.С. Титова в школе и в летном училище, о его полете в космос.
В 1978 году музей взят на баланс Косихинского района.
С 1990 года музей стал муниципальным и подчинялся комитету по культуре Косихинского района.
Открытие современного музейного комплекса после реконструкции состоялось 6 августа 2011 года, к 50-летию полета Г.С. Титова в космос.
Современный музейный комплекс включает в себя два объекта:
школу-семилетку, в которой учился Г.С. Титов;
новое здание музея, где находятся экспозиционные залы, фондохранилище, кабинеты сотрудников.