Идея создания музея принадлежит вице-президенту ОАО «АвтоВАЗ» Константину Григорьевичу Сахарову. Он задумывал его не просто как выставочное пространство, а как современный городской парк для семейного отдыха с благоустроенной территорией, тренажерами и аттракционами, где главным содержанием стали бы образцы техники и технологий советской промышленности XX века.

Автором дизайн-проекта выступил член Союза художников России, почетный гражданин Тольятти Марк Васильевич Демидовцев. Значительный вклад в реализацию проекта внес кандидат технических наук, депутат городской Думы Тольятти Сергей Петрович Прохоров.

Торжественное открытие Технического музея ОАО «АвтоВАЗ» состоялось 7 сентября 2001 года. На месте бывшей свалки строительных отходов была развернута уникальная экспозиция, насчитывающая более 450 единиц техники. В собрании представлены авиационная, космическая, железнодорожная, автомобильная, бронетанковая, сельскохозяйственная и ракетная техника, а также артиллерийские орудия и образцы вооружения военно-морского флота.

Жемчужиной коллекции стала самая большая дизель-электрическая подводная лодка СССР проекта 641Б «СОМ» – «Б-307», переданная ВМФ России.

В сентябре 2014 года учреждение было переименовано и получило имя своего основателя. Сегодня это – Парковый комплекс истории техники имени Константина Григорьевича Сахарова.