Zalążkiem gryfickiej ekspozycji kolei wąskotorowej był tabor wycofywany z eksploatacji w Pomorskich Kolejach Dojazdowych, głównie z Gryfic, Białogardu i Dobrej Nowogardzkiej, ustawiany już od końca lat 70. obok dworca gryfickiego.

Cztery parowozy i wagon towarowy z 1899 roku dały początek skansenowi, który został uroczyście otwarty w Dniu Kolejarza, 8 września 1978 roku, na terenie przylegającym do lokomotywowni (dzisiejsze warsztaty Nadmorskiej Kolei Wąskotorowej Gminy Rewal). Ekspozycja ta, sukcesywnie uzupełniana o kolejne eksponaty, funkcjonowała piętnaście lat. Jej stan prawny był nie do końca określony – teoretycznie była własnością PKP, praktycznie Muzeum Kolejnictwa w Warszawie, które z kolei stanowiło własność PKP.

Skansen powstał dzięki współpracy Pomorskiej Dyrekcji Okręgowej Kolei Państwowych w Szczecinie, władz Miasta i Gminy Gryfice, Wojska Polskiego oraz zaangażowaniu miejscowej społeczności. Inicjatorem przedsięwzięcia i pierwszym kierownikiem był Zdzisław Kopera, emerytowany pracownik PKP, długoletni naczelnik stacji Szczecin Port Centralny i naczelnik Zarządu Kolei Dojazdowych Pomorskiej DOKP w Szczecinie.

W latach 1987–1993 na podmokłej łące obok magazynów kolejowych utwardzono plac, położono tory, zbudowano perony i przeniesiono czynną jeszcze obrotnicę. Powstał też tymczasowy budynek wystawowy wykonany z zestawu połączonych ze sobą aluminiowych baraków. Prace finansowane były głównie z funduszy Pomorskiej DOKP. Część działań możliwa była w ramach tzw. czynów społecznych, m.in. doprowadzenie prądu, melioracja gruntów, a nawet projekt (przygotowany przez pracowników Biura Projektów Kolejowych w Szczecinie).

W 1993 roku skansen został formalnie przekształcony w Stałą Wystawę Pomorskich Kolei Wąskotorowych, będącą oddziałem Muzeum Kolejnictwa w Warszawie. Od tego czasu prezentowane są dwie stałe ekspozycje: Koleje wąskotorowe i regionalne Pomorza Zachodniego 1894–1945 i Koleje dojazdowe Pomorza Zachodniego od 1945 roku. W dwóch salach, na 40 planszach, przedstawiona została bogato ilustrowana historia kolei, ze szczególnym uwzględnieniem całego regionu Pomorza Zachodniego. Uzupełnieniem tych prezentacji były modele lokomotyw, wagonów i urządzeń kolejowych, wykonane przez oddział Muzeum Kolejnictwa w Jeleniej Górze, zabrane z ekspozycji do Warszawy 25 marca 2010 roku.

Od 1 kwietnia 2010 roku obecna Wystawa Nadmorskiej Kolei Dojazdowej w Gryficach została włączona, jako część Oddziału Morskiego, w strukturę Muzeum Narodowego w Szczecinie. Ekspozycję skansenu, usytuowaną przy peronach, stanowi kilkanaście parowozów i wagonów motorowych oraz kilkadziesiąt wagonów pasażerskich, towarowych i specjalistycznych, a także urządzenia do obrządzania i naprawy wagonów, obrotnica, urządzenia sygnalizacyjne itp. Prezentowane jest prawie wszystko, co pozostało z taboru obsługującego kiedyś 594 km linii. Zgromadzone obiekty nierozerwalnie wiążą się z Pomorzem Zachodnim i mają unikatowy charakter, gdyż rozstaw torów wynosił tu 1000 mm, podczas gdy na innych kolejach wąskotorowych standardem było 750 mm. Ich historia w znacznej części sięga początku ubiegłego wieku. Niektóre przeżyły dwie wojny światowe oraz dwie rewolucje, przemiany napędu parowego na spalinowy i elektryczny oraz likwidację kolei dojazdowych. Stanowią więc „skamieliny” materialnej kultury człowieka, trwale związane z gospodarczym rozwojem regionu. Ich wartość jest podwójna: po pierwsze dziś są już nieliczne, po drugie niektóre z nich, jak dinozaury u Spielberga, mogą ożyć.