北京汽車博物館籌建工作從零起步，在沒有展品、沒有場館、沒有先例，以及面臨資金、人才匱乏等諸多困難和挑戰下，北京汽車博物館堅持科學規劃和統籌整合的基本工作方法，發揚拼搏進取和求真務實的工作精神，除了按照基本建設規律完成了徵地拆遷、工程建設工作以外，將工作重點放在了博物館內容研發、文化積累、資源整合、教育傳播手段等方面，組織和整合社會有識之士幫助解決重大命題，以謀高端的眼光尋求社會資源幫助，通過各種思想價值的碰撞與整合，最終形成共同理念，開展了同步進行理念形成、同步進行內容研究、同步進行資源開發、同步進行技術整合、同步組織建築與展陳實施、同步提出發展模式。先後有60多家社會單位參與，來自行業、藝術、技術方面的諸多專家學者和科研院所參與了籌建工作，遵循科學的創新精神、探索精神、求實精神和團隊精神，克服了工程難度大、專業性強、技術含量高三大難點，運用一套有序、有效的管理制度來保障了這一龐大複雜的系統工程順利開展。
2004年3月，北京汽車博物館取得了徵地批文；2006 年4 月破土動工建設；2007 年12 月主體結構落成；2007年9月《基於新媒體互動展示技術在汽車博物館中的應用》和《基於展覽陳設創意策劃的北京汽車博物館公共文化服務平臺建設》分別獲得北京市科委和北京市委宣傳部文化創意産業辦項目扶持；2008 年4 月17 日取得了《商務部辦公廳關於同意北京市汽車博物館進口舊汽車展品的復函》，藏品永久性收藏展覽的政策問題得到解決，這是國內首例獲批的舊機動車進口許可；2009 年3 月26 日，組織汽車、文物、博物館等領域的專家成立了“北京汽車博物館藏品鑒定委員會”，制定汽車文物藏品定級標準，並承擔汽車文物的鑒定工作；2010 年9 月完成了所有展項的研發、製作和調試；2010 年12 月，完成了藏品的進口通關；2010年年底完成了全部布展。
自此，從一片荒地到一個現代化的公益文化設施完成亮相，從徵集第一輛藏品車到藏品系列不斷完善，從沒有內容到內涵豐富、展示手段新穎，從藏品定級無標準可尋到成立國內首家汽車藏品專家委員會北京汽車博物館致力於成為北京市最具活力的科普教育基地，成為連結行業與大眾的公益文化設施，既反映歷史、見證當今，更面向世界、放眼未來。
