抗美援朝紀念館的前身，是1953年8月成立的遼東省地志博物館籌備處，主要任務是征集歷史文物和抗美援朝戰爭文物。1954年改為安東市歷史文物陳列館，面積1200平方米，其中展室800平方米。1957年開辟了“抗美援朝紀念”專室，開始陳列抗美援朝文物。1958年，中國人民志愿軍凱旋回國途經安東時，陳列館從志愿軍手中征集到一大批前方文物，包括武器裝備、生活用品、獎章錦旗等，還有朝鮮軍民委托志愿軍贈給中國人民和安東人民的紀念品。之后，又從全國各地征集到一批后方支前的文物和文獻資料等。

1958年9月29日，經遼寧省文化局報請國家文化部批準，安東市歷史文物陳列館改名為安東抗美援朝紀念館。1960年，時任全國人大常委會副委員長、中國人民抗美援朝總會會長郭沫若親筆題寫“安東抗美援朝紀念館”館名。

1965年1月20日，經國務院批準，安東市改名為丹東市，安東抗美援朝紀念館隨之改名為“丹東抗美援朝紀念館”。到1966年上半年，共接待中外觀眾100多萬人次。1966年6月，“文化大革命”開始后閉館。1972年，丹東市委決定恢復丹東抗美援朝紀念館。到1979年，紀念館曾兩次恢復抗美援朝歷史陳列，但由于內容問題和館址不斷變動，均未正式對外展出。

1990年10月24日，經中共中央、國務院、中央軍委批準，抗美援朝紀念館擴建工程奠基，全國政協副主席、原中國人民志愿軍副司令員洪學智率中央代表團專程親臨丹東，參加工程奠基典禮。經過2年9個月的緊張施工和陳列布展，在英華山新建了抗美援朝紀念館、抗美援朝紀念塔、全景畫館三大主體建筑，建筑面積12000平方米。擴建后的抗美援朝紀念館，是全國唯一的抗美援朝專題館，已不屬于地方性紀念館，因此將原館名中的“丹東”二字去掉，更名為“抗美援朝紀念館”

1993年7月25日，抗美援朝紀念館正式開館，鄧小平同志親筆題寫“抗美援朝紀念塔”塔名，江澤民同志為開館題詞，時任中共中央政治局常委、書記處書記胡錦濤，全國人大副委員長陳慕華，國務委員、軍委委員遲浩田，全國政協副主席洪學智參加開館典禮。胡錦濤代表中共中央、國務院、中央軍委為抗美援朝紀念館開館剪彩。

2002年，經中央批準，抗美援朝紀念館進行了二期改擴建。新建國防教育園50000平方米，對館內園區的基礎設施進行修復完善，對陳列館進行了陳列改造。2004年5月1日，紀念館重新對外開放。

2014年6月3日，中央批復同意對抗美援朝紀念館進行改擴建。2016年3月底，抗美援朝紀念館改擴建工程正式開工，主要建設內容包括：新建紀念館，建筑面積23845平方米;改造全景畫館，建筑面積3150平方米;維修紀念塔及地下附屬建筑，建筑面積2324平方米;附屬公共建筑，建筑面積664平方米。改擴建后的抗美援朝紀念館總占地面積18.2萬平方米，由紀念塔、陳列館、全景畫館、國防教育園組成，正以更加恢宏的氣勢、更加豐富的內容、更加多彩的形式，全面、客觀、真實地再現抗美援朝戰爭和抗美援朝運動的光輝歷史，更好地傳承紅色基因、弘揚偉大的抗美援朝精神。