Музей находится в памятнике истории регионального значения «Дом, где работал Ю. В. Кондратюк», построенном в 1924 году. С 1993 года в этом здании работает Мемориальный музей имени Ю. В. Кондратюка, переименованный с 2025 года в Музей космонавтики им. Ю. В. Кондратюка. Здесь с 1927 по 1930 год работал один из основоположников российской и мировой космонавтики Юрий Васильевич Кондратюк (Александр Игнатьевич Шаргей) – гений, прославивший не только свое имя, но и город Новосибирск. Именно сюда Кондратюк принес весь тираж своей книги «Завоевание межпланетных пространств», которая поставила его в ряд великих исследователей космоса.

В 2017 году здание признали аварийным, но к 2024 году его полностью восстановили и приспособили под музейные нужды. В ходе реконструкции дом сохранил исторический облик и оригинальные декоративные элементы фасада. Здание обрело свой первоначальный вид, включая надписи «Акционерное общество «Союзхлеб» и указание периода строительства «20 августа – 30 ноября 1924 года».

Постоянная экспозиция состоит из четырех залов. Зал «Новосибирск космический» посвящен новосибирцам и предприятиям города, связанным с космической отраслью. Зал «Судьба Кондратюка» рассказывает посетителям о жизни и деятельности Юрия Васильевича Кондратюка. Зал «Хлеб» знакомит с земными проектам ученого, а четвертый зал посвящен Луне.

В экспозиции есть такие экспонаты, как ракетный двигатель, спускаемый аппарат «Зенит-2», фотоэлектронные умножители, используемые для работы автоматических межпланетных станций, модель самолета испытанная в аэродинамической трубе, фрагмент грузового отсека от самолета «Буран», побывавшего в космосе, бак отопления с чердака исторического здания и флаг НСО, побывавший в космосе вместе с Анной Кикиной. Многие экспонаты музея – наработки сотрудников новосибирских заводов и ученых, использованные для развития космонавтики в стране.