Музей истории Талнаха создавали на общественных началах. В первые годы он располагался в небольшом помещении по улице Строителей, дом 7. У музея был общественный совет, его первым председателем стал управляющий Норильским шахтопроходческим трестом (НШПТ) Казбек Каргинов.
Открытие музея состоялось 20 июля 1979 года. Традиционную ленточку разрезал Василий Нестеровский – лауреат Ленинской премии, геолог, один из первооткрывателей Талнахского месторождения.
Первые экспонаты, подаренные музею ветеранами Талнаха – фотографии из семейных альбомов, образцы руд и минералов, макет буровой вышки КЗ-21, личные вещи геологов, – легли в основу главной экспозиции музея.
В 1991 году по улице Горняков, дом 9, было оборудовано специальное помещение под музей. Он переехал и тогда же был преобразован в филиал Музея истории освоения и развития Норильского промышленного района.
В 2001-м филиал в очередной раз сменил адрес и до 2010 года находился в здании бывшей школы искусств по улице Кравца, 4.
В 2012 году завершился ремонт нового помещения, оборудованного под музейные экспозиции и хранилища, музей вновь сменил адрес и обосновался на улице Енисейской, 8А.
В 2016-м в результате реорганизации были объединены «Музей истории освоения и развития НПР» и «Норильская художественная галерея» под общим названием Музейно-выставочный комплекс «Музей Норильска», куда вошел и Талнахский филиал.
Постоянная экспозиция филиала имеет два раздела – «Талнах. От первой скважины к новым горизонтам» и «Обитатели таймырских заповедников». Работают временные выставки.
В 2020 году Талнахский филиал Музея Норильска реализовал проект «Музей-НА-Гора» в рамках грантовой программы «Мир новых возможностей» компании «Норникель». В результате на самой высокой лестнице Норильска появилась экспозиция под открытым небом, рассказывающая о городе, ландшафте, недрах и природе.
Сейчас ведется работа по реализации грантового проекта «ГЕОпарк. Время выставлять камни». На средства гранта и Талнахского территориального управления будет создан Сад камней, который откроется в Центральном парке Талнаха.