Está ubicado en un edificio semicircular que data de finales del siglo XIX, el cual funcionó como Casa Redonda del Ferrocarril Central Mexicano, con sede en la ciudad de Chihuahua. Ahí se llevaban a cabo tareas relacionadas con el mantenimiento de este medio de transporte de gran importancia entre los siglos XIX y XX. Actualmente forma parte del conjunto arquitectónico del Centro de Convenciones y Exposiciones.

Como museo abrió sus puertas al público el 12 de septiembre de 2000, gracias al esfuerzo conjunto del gobierno estatal, de la iniciativa privada de la entidad y del Consejo Nacional para la Cultura y las Artes, a través del Programa de Apoyo a la Infraestructura Cultural de los Estados (PAICE) y el Instituto Nacional de Antropología e Historia (INAH).

Alberga la colección de arte moderno del Centro de Arte Contemporáneo, parte de la cual fue donada por doña Carmen Marín de Barreda; otra fue obtenida mediante el programa Pago en especie de la Secretaría de Hacienda y Crédito Público (SHCP), una más se obtuvo a través de las gestiones que con diversos artistas realizaron el fundador del mencionado Centro, el arquitecto Mario Arras Rodríguez, y la asociación civil del Museo de Arte Contemporáneo.

Se trata de una serie de pinturas, esculturas, gráficas y técnicas mixtas de autores como David Alfaro Siqueiros, Fermín Gutiérrez, Enrique Altamirano, Humberto Peraza y Gilberto Aceves Navarro, entre muchos otros.

Una de las piezas más interesantes de la colección es el retrato en bronce de Guadalupe Marín, realizado en 1930 por el escultor duranguense Ignacio Asúnsolo. También se encuentran en exhibición piezas y herramientas relacionadas con el sistema ferroviario mexicano.

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