Ядерная эра начала свой отсчет 16 июня 1945 года, когда США закончили работы по созданию атомной бомбы и провели испытания в штате Нью-Мексико. В СССР ядерными исследованиями руководил И. Курчатов, а непосредственный контроль над всеми атомными работами осуществлял шеф НКВД Л. Берия и сам И. Сталин.

Семипалатинский ядерный полигон был создан по решению Совета Министров СССР от 21 августа 1947 года. 29 августа 1949 года на Семипалатинском ядерном полигоне было проведено первое испытание. Это стало началом ядерной эры и трагедии Казахстана, которая продолжалась более 40 лет.

В августе 1953 года было проведено испытание термоядерного устройства, в ноябре 1955 года мир узнал о сверхмощной советской водородной бомбе, которую создал академик А. Сахаров.

В экспозиции показаны фотографии взрывов, ученых-атомщиков Ю. Харитона, И. Курчатова, А. Сахарова, карта-схема Семипалатинского ядерного полигона, макет штольни.

28 февраля 1989 года родилось антиядерное движение «Невада-Семипалатинск».

Главной своей целью движение считало закрытие не только Семипалатинского полигона, но и всех ядерных полигонов на земле. Организатором и Президентом антиядерного движения стал О. Сулейменов.

Одним из реальных достижений Международного антиядерного движения «Невада-Семипалатинск» является то, что за очень короткий срок  оно сначала помогло сократить число ядерных взрывов на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне.

После распада СССР на базе комплекса бывшего СИЯП и расположенных на территории РК соответствующих научных организаций и объектов был создан Национальный Ядерный Центр Республики Казахстан.

В музее экспонируются документы, материалы и фотографии, касающиеся акций протеста антиядерного движения, пострадавших от испытаний, материалы НЯЦ РК, копия исторического Указа от 29 августа 1991 года.