辽沈战役纪念馆成立于1959年1月，其前身是辽宁省地志博物馆筹备处锦州办事处、锦州历史文物陈列馆，设在锦州老城区古塔脚下的大广济寺古建筑内，即现在的锦州市博物馆院内。
1963年10月，基本陈列完成并开放。"文化大革命"初期被迫闭馆，"九一三事件"后被撤销。1978年得到恢复，修改陈列后重新开放。同年10月叶剑英元帅题写了馆名，各项工作渐入正轨。1985年4月中央批复修建新馆。新馆选址位于市中心辽沈战役革命烈士纪念塔北侧，于1988年10月31日落成开放。
2001年辽宁省委省政府决定对辽沈战役纪念馆进行全面的除陈改造工作，2004年11月2日竣工并重新对外开放。根据中央和省市委的指示精神，2008年3月1日起，纪念馆率先实行向社会公众免费开放。2016年12月，入选《全国红色旅游景点景区名录》。
辽沈战役纪念馆基本陈列的主题是 " 决战决胜 " 。
整体设计思路是突出主题，把握重点，强化亮点，即体现军事题材特点，又具有现代化特质。设计的基调和风格是庄重、精练、舒展、大气。
设计的原则是坚持内容编排、形式设计、展示手段上的创新和有机结合，注重博物馆展陈语言的运用和总体环境艺术氛围的营造。辽沈战役纪念馆主体建筑面积8600平方米，建筑结构共分三层，基本陈列设有序厅和战史馆、支前馆、英烈馆、全景画馆4 个专题馆。
根据建筑结构的特点和每个馆的特性，一层为序厅和战史馆，下一层为支前馆，下二层为英烈馆，最后沿着螺旋式坡道盘旋而上为全景画馆。整个展览面积为4912.92平方米，展线长度768.92米(不含序厅)，展品1460余件。
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