Vagonářské muzeum sídlí v budově zámku. Jeho vlastníkem je od 1.4.2003 město Studénka, provozovatelem SAK Studénka, p. o. Mimo něj se zde nachází obřadní síň města, knihovna, učebna základní umělecké školy a fotoateliér.

Jednopatrová budova zámku ve Studénce byla dokončena v roce 1750 přestavbou staršího zámku, uváděného v historických pramenech již v roce 1705. V letech 1860 až 1863 se k zámku přistavěla věž a vížka s točitým schodištěm. Uskutečnila se i přestavba jednopatrové zámecké budovy, do níž se instalovalo mramorové schodiště s litinovým zábradlím z železáren v Blansku. Kolem zámku byl zřízen park, do kterého byly vysázeny mnohé cizokrajné dřeviny.

Po první světové válce se v zámku nacházela obchodní škola legionářů (upomínkou na ni je pomníček vlevo před vstupem do zámku), poté učebny měšťanské školy a ve zbývající části zámku obecní byty. V roce 1936 odkoupila od knížete Blüchera zámek včetně parku obec Studénka. Zámek je dnes majetkem města Studénky.

Podnětem k založení Vagonářského muzea se stala úspěšná výstava k 55. výročí zahájení výroby kolejových vozidel ve Studénce, uspořádaná v roce 1956 v prostorách závodního hotelu. Po dohodě mezi Vagónkou Tatra Studénka - Butovice n.p. a Místním národním výborem ve Studénce se sídlem muzea stala věžovitá část zámku, kde byla v květnu následujícího roku uspořádána výstavka k historii podniku.

První dva sály se pro návštěvníky zpřístupnily v květnu 1961 a do roku 1965 se expozice rozrostla na pět sálů, v nichž se prezentovaly počátky kolejové dopravy a vagonářské výroby na našem území, historie podniku do roku 1960 a vývoj jednotlivých částí kolejových vozidel. V současné době jsou návštěvníkům k dispozici tři předsálí a šest výstavních sálů. V jednom z nich je umístěn panel s funkční modelovou dráhou. Muzeum postupně získávalo nové exponáty a jeho poslední obsahové uspořádání se provedlo na počátku roku 2004, kdy byly zpracovány materiály do roku 2003.

Zpracováním historických materiálů je vagonářské muzeum ojedinělým evropským unikátem.