原子城纪念馆，全称为青海原子城国家级爱国主义教育示范基地纪念馆，是原子城国家级爱国主义教育示范基地项目的一个核心组成部分，位于青海省海晏县西海镇。
原子城纪念馆在王洛宾音乐艺术馆东边，纪念馆前的“青海原子城国家级爱国主义教育示范基地”名称由张爱萍将军题写。馆前有座雕塑，据说呈现的是原子弹爆炸前的形态。
纪念前的广场上，有一座醒目的标志——主题雕塑《聚》。它竖立于入口东侧，以鲜明的主题形象，表现出原子城的历史。
这个《聚》，既有核聚变的写实，更有集纳聚合全中国人民力量、谱写宏伟诗篇之意。螺旋上升的形象则象征着中国人民凝心聚力、不屈不挠、坚韧不拔的精神。而《聚》选用的耐候性锈蚀钢，源自模拟核武器研制基地独有的半掩体建筑的外保护材料。
其实，《聚》最初设计时为20米高，为了与远山形成鲜明对比，在进入施工阶段时最终决定加高5米，使《聚》当之无愧地成为原子城崭新的绝对地标。
《聚》出自于清华大学美术学院雕塑系王培波教授之手。除了主题雕塑《聚》，《高瞻》《远瞩》《众志成城》《群策群力》等情景雕塑也是王培波的力作。这些雕塑虽然是凝固的，它们背后却流动着原子城历史上的感人片段，展现了建设者们对信念、对事业的忠诚。
在原子城纪念馆正面墙体上，有三副巨型铜质浮雕。
中间那副浮雕右方的太阳火热炽烈，左下方奔腾的江河水映衬着阳光，图中央以钝性的放射状形象释放，暗示着核裂变的巨大能量。用日月、水火、阴阳彰显大自然的伟岸，这幅被誉为《自然能量》的装饰浮雕是三副浮雕的中心主题，抽象与具象的方法交织在一起，将人的遐想和自然、科技融为一体。
据设计者、清华大学美术学院雕塑系杜红宇教授介绍，美院雕塑系让五位教师按各自的理解做了五个方案，最终选定了他的这三幅主题分别为《自然能量》、《奔向和平》、《和谐共生》的浮雕。
根据设计理念的初步要求，反映“两弹”不能过于写实，所以，用“自然能量”去表现，因为“核能”也是自然界的能量之一。《奔向和平》这一浮雕主题非常鲜明，画面以象征和浪漫的手法，表现男女青年在空中遨游，他们的前方是一群和平鸽，象征全人类乃至中国人民对生活和生命的热爱，对美好与和平的执着追求。而浮雕《和谐共生》则表现自然界万物和谐共生的主题，在广袤的青海高原，山川壮美，水草丰茂，牛羊悠然，两匹奔腾如飞的骏马象征着开拓进取的精神，期盼和谐共生的愿望。
纪念馆有五大展厅，这五大展厅围绕着圆形大厅呈圆形依次排开，五大展厅记录了221厂的沧桑历程。
第一展厅叫“历史抉择”。这个展厅主要以图片的形式再现核工业对国家发展的重要性以及上世纪50年代，在共和国第一代领导人的领导下，科技人员打破西方世界核威胁，在艰苦卓绝的环境下，创办我国自己的核工业的伟大壮举。为了征集这些图片，有关部门从2008年4月1日起，先后与新华社、中国工程物理研究院、中国核工业集团总公司、八一电影制片厂等单位联系，并得到了大力支持。新华社一次性向纪念馆捐赠了64张珍贵的图片，其中有些照片是与观众见面。
与第一展厅相邻的展厅叫“激情岁月”。这个展厅主要通过图片、实物和模拟场景的方式，向观众展示了221厂建设者的艰辛付出。
风雪苍茫，远山肃穆，三顶墨绿色的帐篷扎在苍茫的草原深处。白雪压塌了篷布，帐篷门前的两把铁锹立在寒风中，仿佛是在等待着主人归来。这是第二展厅里的一幕模拟场景。这幕场景真实地再现了1958年11月，221厂第一批建设者挺进海拔三千多米的金银滩草原开始基础建设的情景。
三顶帐篷起家，这个221厂的建设者写在金银滩草原上的不朽传奇，更升华成了一种永远激励我们奋勇向前的精神力量。
位于“激情岁月”一侧的展厅是“勇攀高峰”，这个展厅复原了221厂一车间102号工位和二号车间的生产场景。
一车间又称组装车间，是原子弹制造的核心部门，1964年10月16日，在新疆罗布泊爆炸成功的中国第一颗原子弹，就是从这里起运的。
二号车间是工人们熬制炸药的车间。将这两个车间复原展出，充分展现了原子弹制作过程的神秘，而展厅内按照1比1的比例复原的一号车间和二号车间之间的一座瞭望哨，更是将这种氛围表现得淋漓尽致。
值得一提的是，这个展厅中陈列了一个反映221厂全貌的巨型号沙盘和诸多制作原子弹所必需的仪器和器械，这些必将引起参观者的浓厚兴趣。
221厂退役后，厂里的不少设备分别转移到了另外几个单位。听说西海镇要修建原子城纪念馆后，这些单位将186件曾经在221厂原子弹生产过程中使用过的仪器和器械捐赠给了纪念馆，以表达对那段岁月的缅怀。
紧邻三号展厅的是“东方巨响”，这个展厅利用科技含量很高的幻影成像技术，向参观者立体展示第一颗原子弹和第一颗氢弹试验成功时震撼人心的场面。
为了增添纪念馆的科技含量，纪念馆的工作人员先后赴中国历史博物馆、中国军事博物馆、中国科技博物馆等全国设备先进的博物馆参观学习，并选择了利用多个摄像头成像的技术，完美还原两弹试验成功的不朽画面，令观众身临其境。
“共和国的记忆”是纪念馆的最后一个展厅，这个展厅以图片和实物相结合的形式反映王淦昌、邓稼先、周光召等老一辈科学家和曾经为共和国核物理事业作出卓越贡献的无名英雄在221厂的奋斗历程。
展厅内展出的诸如221厂工人工作证、出入证、生活用具等实物，是有关部门从全国各地征集来的，每一件实物展品，都真实地反映了221厂的历史。
因为保密工作的需要，221厂仅出入证就有六十多种，纪念馆目前征集到的只是其中很小的一部分。
纪念馆的镇馆之宝之一，是东风导弹。
如果把原子弹比作是车里的乘客，那么导弹就是那辆车。人们知道，1945年美国投掷在日本广岛和长崎的那两枚原子弹，全部是依靠飞机运输的。这种传统的运输方式，显然已经不适应战争的需要了，导弹成为了现代部队常见的装备武器。
共和国的导弹研制事业，同样也经历了一段不平凡的历程。
1967年，中国成功发射了第一枚自行设计制造的中程地地导弹；
1970年1月31日，中国成功发射了第一枚自行设计的远程地地导弹；
而入驻原子城纪念馆的东风二号导弹不仅是这段历史的见证，更因为这枚导弹曾经在1966年10月27日在我国本土完成了带核空中爆炸试验而成为了共和国核工业发展史的见证。李成君说，东风二号导弹的入驻，为纪念馆增色不少。
221厂撤销后，大部分职工和设备分别安置到了四川绵阳、河北廊坊等地。他们手里有相应的实物，从2003年开始，只要有机会，纪念馆筹办工作人员都要向这些居住在外省的老同志以及相关部门了解情况，征集实物。
纪念馆展陈的近二百张图片除了少量是从那些曾经在221厂工作过的老同志手中和相关部门征集来的外，其余的都是从上世纪60年代八一电影制片厂拍摄的反映第一颗原子弹爆炸的纪录片《东方巨响》中截取的，不少画面还是第一次与观众见面。
221厂退役后，221厂址的命运，牵动着许多曾经在221厂工作过的老同志的心。2002年，中国科学院、工程院院士、中国两弹之父朱光亚同志致电中央有关部门，希望有关部门能成立原子城国家级爱国主义教育示范基地，以达到传承“两弹一星”精神，激励后人，教育后人的目的。在这封信中，朱光亚还根据自己的理解，总结了两弹爆炸成功的原因和经验，以及自己所理解的“两弹一星”精神。
这封信引起了中央和青海省有关领导的高度重视，有关领导相继在信上做出批示。在海北藏族自治州委州政府的争取下，这封信的复印件将在纪念馆展出，字里行间流落出的老一辈科学家那颗拳拳报国之心令观者动容。
原子城纪念馆第三展厅以1比1的比例复原了221厂一分厂和二分厂的部分生产车间，在一分厂的复原车间里摆放着一台球面机床。李成君说，这台机床是由中国工程物理研究院捐赠的，它很可能进行过第一颗原子弹的加工制作。
球面机床被擦拭得一尘不染，甚至摇把上的镀镍也光可鉴人，平整的床面上见不到一块锈迹，足可见当时的工人对这台机床的爱惜。
球面机床在当年是加工原子弹弹头的，在原子弹的加工工序中十分重要，能把这台机床“请”来，肯定会为纪念馆锦上添花。
第三展厅的一面墙壁，被装饰成了防爆墙，在防爆墙前，摆放着一台长达2.8米的摄像机。
这台摄像机叫高速度转镜摄像机，它原本是安装在221厂六分厂的。六分厂又称靶场，221厂历次核爆炸试验都是在这里进行的。高速转镜摄像机是靶场必不可少的仪器之一。这台摄像机的运转速度要比普通摄像机高十几倍甚至几十倍，221厂的技术人员就是从这台摄像机拍摄到的录像截取画面，分析出各种数据的，可以说这台摄像机为共和国的核事业立下过汗马功劳。
高速转镜摄像机不仅体态硕大，而且很重，布置展厅时，纪念馆的10名工作人员花了两个多小时的时间，才把它安放在了展位上。
纪念馆第三展厅中央，有一个钢块，这是一个天平的砝码，与它配套使用的则是陈列在旁边的一台高达1.5米的巨型天平。这巨型天平是称轻水用的，轻水是制造核武器不能缺少的材料之一。用这么大的天平称轻水，可想而知当年研制原子弹需要轻水的量有多大。
221厂退役后，这巨型天平就被转移到了中国工程物理研究所。在这次征集展品的时候，中国工程物理研究所又将它转送给了纪念馆，在离开金银滩多年后，巨型天平终于回到了老家。
1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功和1967年中国第一颗氢弹爆炸成功后，《人民日报》分别增印了《号外》和《喜报》。在《号外》和《喜报》中，中国政府向全世界做出了“中国进行必要的核试验、发展核武器，完全是为了防御，其最终目的就是为了消灭核武器，我们在任何时候，任何情况下，都不会首先使用核武器”的庄严承诺。这两份报纸，无疑具有珍贵的史料价值。
该馆工作人员一直想收集到这两份《号外》和《喜报》，可和多家单位联系后，始终没有如愿。后来，工作人员听说在北京潘家园古旧市场有可能买到这两份报纸，他们就打车赶到了潘家园。没想到，当年发行量极大的两份报纸，居然一份就卖到了四五千元。经过讨价还价，一位老板才同意以七千元钱成交。这两份报纸成为了原子城纪念馆珍贵的展品之一。
西海镇是中国第一个核武器研制基地221厂的所在地。1987年，为了适应国际环境的变化，表明中国政府全面禁止和销毁核武器，维护世界和平的意愿，有关部门作出撤销221厂的决定。1993年基地退役后移交地方政府，青海省将这里命名为西海镇，并确定为海北藏族自治州首府。2001年，青海原子城被国务院列为全国重点文物保护单位。2005年11月，原子城被确定为全国爱国主义教育示范基地。
2006年，国家发改委正式批复了原子城国家级爱国主义教育示范基地项目建设，总投资8200多万元，由纪念馆、纪念园、爆轰试验场、地下指挥中心、纪念碑等组成，占地12.1公顷。现在，彰显不畏强暴、艰苦创业、勇攀登高峰的“两弹精神”和“基地精神”的示范基地已建成开放。
