北京汽车博物馆筹建工作从零起步，在没有展品、没有场馆、没有先例，以及面临资金、人才匮乏等诸多困难和挑战下，北京汽车博物馆坚持科学规划和统筹整合的基本工作方法，发扬拼搏进取和求真务实的工作精神，除了按照基本建设规律完成了征地拆迁、工程建设工作以外，将工作重点放在了博物馆内容研发、文化积累、资源整合、教育传播手段等方面，组织和整合社会有识之士帮助解决重大命题，以谋高端的眼光寻求社会资源帮助，通过各种思想价值的碰撞与整合，最终形成共同理念，开展了同步进行理念形成、同步进行内容研究、同步进行资源开发、同步进行技术整合、同步组织建筑与展陈实施、同步提出发展模式。先后有60多家社会单位参与，来自行业、艺术、技术方面的诸多专家学者和科研院所参与了筹建工作，遵循科学的创新精神、探索精神、求实精神和团队精神，克服了工程难度大、专业性强、技术含量高三大难点，运用一套有序、有效的管理制度来保障了这一庞大复杂的系统工程顺利开展。
2004年3月，北京汽车博物馆取得了征地批文；2006 年4 月破土动工建设；2007 年12 月主体结构落成；2007年9月《基于新媒体互动展示技术在汽车博物馆中的应用》和《基于展览陈设创意策划的北京汽车博物馆公共文化服务平台建设》分别获得北京市科委和北京市委宣传部文化创意产业办项目扶持；2008 年4 月17 日取得了《商务部办公厅关于同意北京市汽车博物馆进口旧汽车展品的复函》，藏品永久性收藏展览的政策问题得到解决，这是国内首例获批的旧机动车进口许可；2009 年3 月26 日，组织汽车、文物、博物馆等领域的专家成立了“北京汽车博物馆藏品鉴定委员会”，制定汽车文物藏品定级标准，并承担汽车文物的鉴定工作；2010 年9 月完成了所有展项的研发、制作和调试；2010 年12 月，完成了藏品的进口通关；2010年年底完成了全部布展。
自此，从一片荒地到一个现代化的公益文化设施完成亮相，从征集第一辆藏品车到藏品系列不断完善，从没有内容到内涵丰富、展示手段新颖，从藏品定级无标准可寻到成立国内首家汽车藏品专家委员会北京汽车博物馆致力于成为北京市最具活力的科普教育基地，成为链接行业与大众的公益文化设施，既反映历史、见证当今，更面向世界、放眼未来。
