2008年“5·12”汶川特大地震后，为铭记灾难，弘扬伟大的抗震救灾精神，根据国家灾后重建总体规划，由国家投资建设5·12汶川特大地震纪念馆，免费对外开放。
5·12汶川特大地震纪念馆位于四川省北川羌族自治县曲山镇，是全国仅有的国家级地震主题纪念馆，是中宣部确定的“三基地一窗口”，被授予全国爱国主义教育示范基地、海峡两岸交流基地、国家防震减灾科普教育基地、全国中小学生研学实践教育基地、全国科普教育基地、全国社会科学普及教育基地、全国红色旅游经典景区等35项荣誉。同时与同济大学、四川大学、防灾科技学院等13余家科研院校共建科研和教学基地24个，具有教育、纪念、展示、科研、宣传五大基本功能，已成为对外展示中国发展道路、发展模式、讲述中国故事的重要窗口，培育和践行社会主义核心价值观的重要载体，开展地震科普研究和防灾减灾教育的重要基地。
主馆基本陈列《山川永纪》陈展面积1.0748万平方米，总展线1900米。主要讲述川、陕、甘、渝等“5·12”地震灾区抗震救灾和灾后重建的历程。分为“序厅、旷世灾难破坏惨重、万众一心抗震救灾、科学重建创造奇迹、发展振兴时代丰碑、结束语”六大板块，于2013年5月面向社会公众免费开放。
副馆-地震科普体验馆以“感受地震、传播知识、关爱生命”为主题，陈展面积1560平方米，总展线512米。分为“时空隧道、灾难现场、解密地震、穿越地震断裂带、震前防御、避险与救援”六个展区，于2013年10月面向社会公众开放。
北川老县城地震遗址是5·12地震形成的遗址中最有代表性、也是全世界唯一整体原址原貌保护的规模最大、破坏类型最全面、次生灾害最典型的地震灾难遗址区，核心保护面积0.79平方公里。经过治理保护，于2010年5月面向社会公众适度开放。
沙坝地震断层遗址位于北川羌族自治县曲山镇沙坝村，处在龙门山主中央断裂带，垂直位移10.5米，面积0.37平方公里，是目前世界垂直位移最大的断层。地震断层周边地质灾害种类齐全、地质灾害点多，是地震次生灾害展示的宝贵资源，具有很高的科学研究价值。
唐家山堰塞湖遗迹距老县城地震遗址约5公里，湖区控制流域面积3538平方公里，最高蓄水位曾达743米，蓄水量达2.466亿立方米。2008年6月10日成功泄流后，水位降至713米，常年库容8600万立方米。2013年“7·9”特大洪灾导致堰塞坝右岸局部溃口，水位高程下降至701米，常年库容4000余万立方米。2015年1月，四川省人民政府批复同意开展唐家山堰塞湖综合开发利用工作。
为充分发挥5·12汶川特大地震纪念馆功能作用，附近配套建设防灾减灾宣传教育中心和防灾减灾实训基地，可进行理论 实训的防灾减灾教育。同时，由5·12汶川特大地震纪念馆牵头统揽全国其他5·12地震灾区的社会教育活动。
夏季（5月1日至10月31日）为9:00—18:00；
冬季（11月1日至4月30日）为9:00—17:30；
法定节假日、纪念日（如5月12日全国防灾减灾日、5月18日国际博物馆日）：为9:00—18:30；
每周一闭馆整修（法定节假日、5月12日逢周一不闭馆）。
1.免费开放，实行“免费不免票”制度。
2.社会公众在纪念馆大厅凭身份证、驾驶证、军人证等有效证件领取参观券（每人限领一张）。
3.团体参观可通过电话、网络、传真提前24小时预约，团队凭预约凭证领取团队参观券，安排参观。
4.高龄老年人、残疾人士、小学生、现役军人在专设窗口优先领票。
1.室内馆区
（1）基本陈展-山川永纪
第1层：序厅、旷世巨灾破坏惨重展区、万众一心抗震救灾展区。第2层：科学重建创造奇迹展区、发展振兴时代丰碑展区、尾厅。
（2）科普体验馆
以“感受地震、传播知识、关爱生命”为主题。分为“时空隧道、灾难现场、解密地震、穿越地震断裂带、震前防御、避险与救援”六个展区。
（3）临展厅
2.室外展区
（1）北川老县城地震遗址
（2）沙坝地震断层遗址（科考线路需提前预约）
（3）唐家山堰塞湖地震遗迹（科考线路需提前预约）
1.车辆停泊：车辆停放在专用停车场和指定位置。
2.免费寄存：观众参观如需寄存包裹及小件物品，纪念馆设置有免费电子寄存柜。
3.免费借用：纪念馆配备有婴儿手推车、轮椅等可满足个别观众需求；同时，提供雨伞借用服务，以应对天气变化给您带来的不便。
4.导游服务：每天10:30，14:30提供两次免费讲解，其余时段提供有偿讲解和自动语音导览服务。
5.休闲购物：主馆一层设有地震相关书籍阅览区；二层设文创空间，副馆尾厅有各类防灾减灾用品销售。
5·12汶川特大地震纪念馆文创产品展示区占地面积192平米。自主设计文创产品包含两大类30余个品类，主要文创产品包括：纪念币、纪念章、车用应急包、家庭急救包、打火机、迷你小药品、逃身绳、逃身手链、发光钥匙扣、指南针、纪念T恤、纪念伞等。
5·12汶川特大地震纪念馆防灾减灾宣传教育中心是按照准三星级标准装修的集培训、会议、餐饮、住宿、茶座等功能于一体的综合性酒店，共有客房47间，能接待100人入住；设有宴会厅2个、大小雅间4间，能满足240人不同规格用餐；大会议室1间、小会议室2间，能接待400人会议。
2008年5月22日，时任国务院总理温家宝在重返重灾区北川考察时对当地干部表示，要再造一个新北川，北川老县城可以作为地震遗址保留，变成地震博物馆。
2008年9月19日，国务院下发《国务院关于印发汶川地震灾后恢复重建总体规划的通知》，在第十二章精神家园重建部分，写到“保护北川县城、映秀镇、汉旺镇等地震遗址，建设博物馆及其他纪念地、纪念设施”。《四川省灾后恢复重建规划》中明确将5·12汶川特大地震纪念馆选址北川县曲山镇任家坪，毗邻老县城地震遗址，作为四川省灾后精神家园重建“一馆三地”的核心项目，四川省委、省政府决定在北川老县城修建地震纪念馆。
2010年12月28日，纪念馆正式开工建设。
2012年6月，纪念馆开始陈列布展。
2013年5月9日，5·12汶川特大地震纪念馆正式对外开放。
2018年，对基本陈列进行局部改陈，增加党的十八大以来，在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下，地震灾区在经济、政治、文化、社会、生态等方面取得的新进展、新成就。
5·12汶川特大地震纪念馆主体建筑名为“裂缝”，寓意“将灾难时刻闪电般定格在大地之间，留给后人永恒的记忆”。整个建筑造型以大地景观的手法，通过地面切割、抬起，形成主要的建筑体量，并通过下沉广场和步道向外延伸，与平缓的草坡融为一体，局部翘起露出地面，象征新生和希望。
2020年11月18日，当选“巴蜀文化旅游走廊新地标”。
2020年12月，入选第四批国家一级博物馆名单。
