W latach 1912–1930 ekspozycja pozostawała niedostępna, a eksponaty umieszczono w magazynie. W 1930 placówkę przebudowano na wzór skansenu we wschodniej części miasta, z kilkoma starszymi budynkami dworcowymi i krótkim odcinkiem toru. Miejsce to znajdowało się daleko od działającej linii kolejowej (Dovrebanen), a przenoszenie ciężkich eksponatów okazało się kosztowne i trudne. Kolekcja stopniowo powiększała się i pod koniec lat 40. XX wieku władze miejskie zaczęły szukać nowej lokalizacji. Muzeum zostało przeniesione do obecnej lokalizacji w parku muzealnym nad jeziorem Mjøsa, a otwarcie zbiegło się z sześćdziesiątą rocznicą otwarcia placówki (1956). Muzeum składało się z nowego budynku głównego z halą wystawienniczą i parku na zewnątrz z torowiskami, urządzeniami sygnałowymi i oryginalnym wyposażeniem budynków stacyjnych. Od 1962 w ofercie dla zwiedzających znajdują się przejazdy wąskotorowym pociągiem parowym.
1 grudnia 1996 muzeum zmieniło nazwę z NSB Jernbanemuseet na Norsk Jernbanemuseum, co było związane ze zmianami na kolejach norweskich.