Museum Kereta Api Ambarawa menjadi saksi kejayaan kereta api di masa lalu. Selain menyimpan berbagai koleksi sejarah perkeretapian di Indonesia, di sini juga terdapat lokomotif kereta api tua yang masih bertenaga.
Pada masa pemerintahan Kolonial Belanda, Ambarawa merupakan sebuah kota militer. Pada 21 Mei 1873 atas perintah Raja Willem I untuk membangun stasiun kereta api baru yang memungkinkan untuk mengangkut tentaranya ke Semarang, dibangun stasiun kereta api Ambarawa di tanah seluas 127.500m2. Pada awalnya stasiun ini di kenal dengan Stasiun Willem I. Sayangnya pada tahun 1970, stasiun Willem I ditutup. Sehingga rute Magelang – Semarang – Yogyakarta tersebut sudah tidak berfungsi lagi.
Pada tahun 1976, Gubernur Jawa Tengah, Soepardjo Roestam mengalih fungsikan stasiun ini menjadi sebuah museum. Meskipun kelihatan tua, namun bangunan dan semua peralatan yang ada terpelihara dengan baik. Suasana inilah yang tampaknya membawa pengunjung ke masa kejayaan kereta dari Nederlandsch-Indische Maatschappij Spoorweg.
Museum Ambarawa memiliki kelengkapan kereta api yang pernah berjaya pada zamannya. Salah satunya adalah kereta uap dengan loko B 2502 dan B 2503 buatan Maschinenfabriek Esslingen. Kereta api ini sampai sekarang masih difungsikan sebagai kereta api wisata.
Lokomotif B 2502 yang dilengkapi kereta api uap bergerigi ini sangat unik dan merupakan salah satu dari tiga yang masih tersisa di dunia. Dua lainnya berada di Swiss dan India. Selain itu, juga ada berbagai macam jenis lokomotif uap dari seri B, C, D hingga jenis CC yang paling besar yaitu CC 5029 buatan Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik.
Hingga saat ini museum ambarawa masih menyimpan banyak koleksi lokomotif tua berbahan bakar kayu maupun residu. Bahkan terdapat juga mesin tiket yang dibuat dan diciptakan oleh Thomas Edmunson yang telah digunakan sejak tahun 1840 sampai tahun 2009.
Museum Ambarawa juga menyediakan kereta api wisata untuk pengunjung. Dengan menaiki kereta ini pengunjung dapat menikmati alam yang indah dari kota Ambarawa. Melewati areal persawahan dan melihat Rawa Pening dari dekat. Perjalanan kereta wisata ini memakan waktu sekitar 45 menit. Kereta Wisata ini hanya beroperasi sampai jam 3 sore, jadi ketika kereta datang akan langsung di naiki oleh pengunjung yang telah membeli tiket.
