1 stycznia 1995 Muzeum zostało wyłączone organizacyjnie ze struktury PKP i włączone bezpośrednio do Ministerstwa Transportu. 1 stycznia 1999, na mocy ustawy, Muzeum Kolejnictwa przekazano do Samorządu Województwa Mazowieckiego. W okresie od 1972, tj. od powołania Muzeum Kolejnictwa, systematycznie powiększano zbiory i rozszerzano działalność merytoryczną, głównie związaną z historią kolejnictwa na Ziemiach Polskich. W Warszawie – wraz ze zmniejszającą się rolą Dworca Głównego przybywało powierzchni wystawienniczych i zaplecza. Po udostępnieniu Muzeum niewielkiej powierzchni (ok. 250 m²) w pomieszczeniach jeszcze czynnego dworca Warszawa Główna, zaczęto gromadzić i równocześnie eksponować pamiątki związane z historią kolejnictwa w Polsce.
Finalnie Muzeum otrzymało dwie sale wystawowe o powierzchni ok. 800 m² oraz wydzielono tory stacyjne gdzie zgromadzono zabytkowe pojazdy. W salach na wystawach stałych prezentowane są: historia kolei na Ziemiach Polskich od 1845 do okresu obecnego, początki kolei na świecie oraz wybrane eksponaty ze zbiorów Muzeum.