4 декабря 1943 года Военный совет Ленинградского фронта принял постановление об открытии в сжатые сроки выставки «Героическая оборона Ленинграда».
30 апреля 1944 года состоялось торжественное открытие выставки. В 37 залах общей площадью около 40 тысяч кв. метров размещались 37865 экспонатов – от скромного солдатского письма и продовольственной карточки до боевых самолетов и танков. Первыми посетителями музея были участники отраженных в экспозиции событий, бывшие фронтовики, блокадники. Успех выставки превзошел все ожидания. За первые 6 месяцев здесь побывало около 250 тысяч человек, а к 1949 году побывало более миллиона человек.
20 января 1944 года начались работы по формированию будущей выставки. Были привезены десятки подлинных самолетов, пушек, танков, тысячи единиц стрелкового оружия.
К работе были подключены остававшиеся в городе музейные работники, а также отозванные с фронта художники, архитекторы, историки. Главным художником выставки был назначен известный художник Н. М. Суетин.
Большой вклад в работу внес кандидат исторических наук майор Л. Л. Раков – будущий директор музея.
5 октября 1945 года распоряжением Совета Народных Комиссаров РСФСР выставка была преобразована в Музей обороны Ленинграда республиканского значения. Это был единственный в мире военный музей, созданный в период боевых действий Второй мировой войны.
Но начавшееся в конце 1940-х годов т.н. «Ленинградское дело» привело к полному уничтожению уникального музея. Его руководство было обвинено в извращении хода исторических событий в годы Великой Отечественной войны, создании мифа об особой, «блокадной» судьбе Ленинграда и игнорировании роли И. В. Сталина в спасении города на Неве. Часть сотрудников музея подверглась репрессиям.
В 1949 году музей был закрыт на «реэкспозицию», в 1951 году помещения музея были переданы военным, а к 1953 году музей полностью прекратил свое существование.
24 апреля 1989 года Исполком Ленгорсовета принял решение о воссоздании Музея обороны Ленинграда в его исторических стенах. Но, учитывая, что помещения бывшего музея были заняты военными учреждениями, возрождаемому музею был передан только один зал.
8 сентября 1989 года состоялось торжественное открытие возрожденного музея. Фронтовики, жители блокадного Ленинграда и их родственники, поисковые отряды и объединения передавали в музей предметы быта, униформы, оружие, награды, документы и воспоминания. Все это позволяет называть музей народным.
Решением Министерства культуры от 4 декабря 1990 года музей стал официально именоваться Государственный мемориальный музей обороны и блокады Ленинграда.
В настоящее время в собрании музея находятся 54 261 экспонат. Среди них: 7 тысяч произведений графики, живописи и скульптуры, 19 тысяч рукописно-документальных материалов, 3,7 тысяч предметов солдатского и блокадного быта, а также 20 тысяч фотографий, 3,5 тысячи орденов, медалей и знаков, свыше 500 предметов техники и вооружения, книги, изданные в блокадном Ленинграде.