Музей-заповедник «Сталинградская битва» ведёт свою историю от Музея обороны Царицына имени товарища Сталина, открытого 3 января 1937 года. В январе 1943 года он был реорганизован в Музей обороны Царицына — Сталинграда имени товарища Сталина, а в 1962 году, в связи с преодолением последствий культа личности Сталина и переименованием Сталинграда в Волгоград — в Волгоградский государственный музей обороны. 31 мая 1982 года он был преобразован в Волгоградский государственный музей-панораму «Сталинградская битва»[1] и размещён в новом здании, построенном по проекту института «Волгоградгражданпроект». Автором проекта стал Вадим Масляев — главный архитектор Волгограда[2].
Мемориально-архитектурный комплекс музея-панорамы «Сталинградская битва» состоит из двух уровней: в первом уровне находятся музей «Сталинградская битва», фондохранилище, административная часть музея-заповедника, второй уровень полностью занимает круговая панорама «Разгром немецко-фашистских войск под Сталинградом». Рядом находятся руины мельницы им. К. Грудинина, оставленные как память о жестокости боёв. Под открытым небом размещается постоянная экспозиция образцов военной техники, памятник морякам Волжской военной флотилии, на территории комплекса находится памятник мирным жителям Сталинграда и памятник полководцу Г. К. Жукову.
Открытие панорамы состоялось 8 июля 1982 года, музей «Сталинградская битва» был открыт спустя три года, 6 мая 1985 года, в канун 40-летия Победы.
Постановлением Администрации города Волгограда № 199-5 от 1 июля 1993 года «Об открытии Волгоградского мемориально-исторического музея» в старом здании музея на ул. Гоголя была открыта экспозиция, посвящённая событиям Гражданской войны в районе Царицына.
Постановлением Главы Администрации Волгоградской области от 19 ноября 2001 года «Историко-мемориальный комплекс „Героям Сталинградской битвы“ на Мамаевом кургане» получил новый статус, став государственным учреждением культуры[3].
В августе 2007 года путём объединения музея-панорамы «Сталинградская битва» и историко-мемориального комплекса «Героям Сталинградской битвы» на Мамаевом кургане был образован государственный историко-мемориальный музей-заповедник «Сталинградская битва»[4]