Les origines du musée remontent à 1990 lorsque l’Association pour le Souvenir de la Bataille de Fromelles crée un premier musée associatif, hébergé à l’hôtel de ville. Une importante collection d’objets et de documents y étaient conservés.
Des fouilles archéologiques d’envergure : suite à des recherches historiques effectuées par des chercheurs australiens et français, une campagne de fouilles commanditée par les gouvernements britannique et australien est entreprise à Fromelles en 2009. L’objectif est d’exhumer les corps de 250 soldats australiens et britanniques enterrés dans des fosses communes près du Bois des Faisans. Des prélèvements ADN sont effectués sur les corps retrouvés afin de procéder à leur identification.
Un nouveau musée à l’étude : en 2010, un nouveau cimetière est construit par la Commission des Sépultures de Guerre du Commonwealth (CWGC) pour accueillir les 250 soldats dans des tombes individuelles. Aucun cimetière de ce genre n’avait été construit depuis 50 ans. A la suite de cette construction, la Communauté de Communes de Weppes lance le projet d’un musée qui relaterait l’événement historique et les faits récents liés à la Bataille de Fromelles. Sa réalisation a été rendue possible grâce au soutien financier du gouvernement australien, de la Région des Hauts de France, du Ministère de la Défense, de la DRAC, du fonds de réserve du Sénateur Jacques Legendre et de la Communauté de Communes des Weppes.
L’inauguration du Musée de la bataille de Fromelles : le 18 juin 2014, le Musée de la bataille de Fromelles ouvre ses portes. Aux collections du musée associatif s’ajoutent aujourd’hui des histoires individuelles de soldats inhumés dans le cimetière de Pheasant Wood.
En 2023, le musée reçoit l'appellation Musée de France.
