Основанный 11 июня 1994 года издателем журнала Робертом Э. Петерсеном и его женой Марджи, Автомобильный музей Петерсена стоимостью 40 миллионов долларов принадлежит и управляется Фондом автомобильного музея Петерсена. Первоначально музей располагался в Музее естественной истории округа Лос-Анджелес, а позже переехал в исторический универмаг, спроектированный Велтоном Бекетом. Открытое в 1962 году, здание сначала служило недолговечным американским филиалом универмагов Seibu, а затем с 1965 по 1986 год функционировало как универмаг Орбаха. Через шесть лет после закрытия Орбаха Роберт Петерсен выбрал это место, в основном без окон, как идеальное место для музея, позволяющее выставлять экспонаты без вредного воздействия прямых солнечных лучей.
В 2015 году музей претерпел масштабную реконструкцию стоимостью 125 миллионов долларов.[2] Фасад здания был переработан архитектурной фирмой Kohn Pedersen Fox и оснащен лентой из нержавеющей стали в сборе, изготовленной из 100 тонн стали 304-го типа 14 калибра в 308 секциях, 25 опор и 140 000 изготовленных на заказ винтов из нержавеющей стали.[3] Дизайнеры на Сценическом маршруте сконфигурировали внутренние пространства для размещения меняющихся экспонатов.[4] Реконструированный музей открылся для публики 7 декабря 2015 года. [5]
В апреле 2011 года музей получил подарок в размере 100 миллионов долларов от Марджи Петерсен и Фонда Марджи и Роберта Э. Петерсен, который включает наличные деньги и имущество, которое музей сдавал в аренду, а также многие транспортные средства, принадлежащие Петерсенам [9].
9 марта 1997 года, после вечеринки в музее, Печально известный Б.И.Г. сел во внедорожник со своей свитой и проехал 50 ярдов (50 метров) на красный свет, где неизвестный нападавший убил его.
В сцене из «Кто убил электромобиль?» предыдущий владелец General Motors EV1 посещает свой автомобиль в музее.
10 марта 2019 года Адам Каролла отпраздновал свое 10-летие в рамках своего подкаста «Шоу Адама Кароллы в музее».