วังสระปทุม นี้ พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพล อดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ทรงพระราชดำริว่าเป็นสถานที่สำคัญแห่งพระราชวงศ์และแห่งชาติ ด้วยเป็นที่ประทับของสมเด็จพระศรีสวรินทิรา บรมราชเทวี พระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๔๕๙ ตราบจนเสด็จสวรรคต เมื่อวันที่ ๑๗ ธันวาคม พ.ศ. ๒๔๙๘ และได้เป็นที่ประทับสมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนีในเวลาต่อมา สมควรที่จะจัดเป็นพิพิธภัณฑ์เฉลิมพระเกียรติแสดงพระราชกรณียกิจอันเป็นแบบอย่างอันดีงามแห่งการดำรงชีวิตที่อำนวยประโยชน์สุขแก่คนหมู่มาก
เมื่อสมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนีเสด็จสวรรคตแล้ว พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานวังสระปทุมให้เป็นที่ประทับสมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี ซึ่งทรงระลึกถึงพระราชปรารภที่ให้จัดตั้งพิพิธภัณฑ์ จึงทรงดำเนินการสนองพระราชดำริเพื่อเป็นแหล่งศึกษาพระราชกรณียกิจแห่งสมเด็จพระอัยยิกาเจ้า และโปรดเกล้าฯ ให้ตั้งมูลนิธิสมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าขึ้นเมื่อวันที่ ๒๗ ตุลาคม พ.ศ. ๒๕๔๘ เพื่อดำเนินการจัดตั้งพิพิธภัณฑ์ดังกล่าวและจัดกิจกรรมต่าง ๆ สืบสานแนวพระราชดำริสืบมาจนถึงปัจจุบัน
สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จพระราชดำเนินไปในการเปิดพิพิธภัณฑ์สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า เพื่อน้อมเกล้าน้อมกระหม่อมถวายพระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ในโอกาสเฉลิมพระชนมพรรษา ๘๐ พรรษา ณ พระตำหนักใหญ่ วังสระปทุม ในวันพุธที่ ๑๗ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๕๑
การจัดแสดงพิพิธภัณฑ์สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า แบ่งเป็น ๒ ส่วน คือ
๑. หอนิทรรศการ จัดฉายวีดิทัศน์สารคดีเรื่องสายธารประวัติสว่างวัฒน์พิพิธภัณฑสถาน ซึ่งประกอบไปด้วยพระราชประวัติสมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า นิทรรศการการบูรณะซ่อมแชมพระตำหนักใหญ่ วังสระปทุมและนิทรรศการในโอกาสพิเศษต่าง ๆ ในแต่ละปี
๒. พระตำหนักใหญ่ เป็นพระตำหนักที่ประทับของสมเด็จพระศรีสวรินทิรา บรมราชเทวี พระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๔๕๙ ตราบจนเสด็จสวรรคตใน พ.ศ. ๒๔๙๘ เล่ากันว่าทรงคิดผังพระตำหนักด้วยพระองค์เอง ทรงใช้ไม้ขีดไฟบ้าง หางพลูบ้าง ทำเป็นผัง แล้วจึงทรงให้สถาปนิกออกแบบถวายตามพระราชประสงค์ คาดว่าพระตำหนักใหญ่น่าจะสร้างแล้วเสร็จในช่วง พ.ศ. ๒๔๕๗ – ๒๔๕๘
การจัดแสดงพิพิธภัณฑ์สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า ณ พระตำหนักใหญ่ วังสระปทุม ได้จัดห้องต่าง ๆ ไว้เป็น ๓ ช่วงเวลา คือ
ช่วงที่ ๑ จัดแสดงในห้องพิธีและห้องรับแขก เป็นช่วงของการสร้างพระตำหนักแล้วเสร็จ สมเด็จเจ้าฟ้าฯ กรมขุนสงขลานครินทร์ (สมเด็จพระมหิตลาธิเบศร อดุลยเดชวิกรม พระบรมราชชนก) เสด็จฯ กลับจากต่างประเทศมาประทับอยู่ ช่วงนี้ได้เกิดเหตุการณ์สำคัญอันเป็นมงคลยิ่งในประวัติศาสตร์ชาติไทย กล่าวคือ ได้โปรดเกล้าฯ ให้จัดพระราชพิธีอภิเษกสมรสระหว่างสมเด็จเจ้าฟ้าฯ กรมขุนสงขลานครินทร์ กับ สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี ครั้งยังทรงเป็นนางสาวสังวาลย์ ตะละภัฏ พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวเสด็จฯ มาพระราชทานน้ำสังข์ ณ พระตำหนักใหญ่ เมื่อวันที่ ๑๐ กันยายน พ.ศ. ๒๔๖๓
ช่วงที่ ๒ เป็นช่วงที่สมเด็จเจ้าฟ้าฯ กรมขุนสงขลานครินทร์ ทรงเสกสมรสและมีพระราชธิดาแล้วหนึ่งพระองค์ คือ สมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ เจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนา กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ ทรงพาครอบครัวเสด็จฯ กลับจากประเทศอังกฤษ และมาประทับอยู่ที่วังสระปทุมอีกวาระหนึ่ง การจัดสิ่งของเครื่องใช้ในห้องแสดงของพิพิธภัณฑ์ฯ ในช่วงนี้ได้แก่ ห้องเทาและห้องทรงพระอักษร
ช่วงที่ ๓ จัดแสดงในห้องทรงพระสำราญ ห้องทรงนมัสการและห้องพระบรรทม เป็นช่วงเวลา ๒๐ ปีสุดท้ายแห่งพระชนม์ชีพของสมเด็จพระศรีสวรินทิรา บรมราชเทวี พระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า ทรงมีพระราชนัดดาอีก ๒ พระองค์ คือ พระบาทสมเด็จพระปรเมนทรมหาอานันทมหิดล พระอัฐมรามาธิบดินทร และพระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร สมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมขุนสงขลานครินทร์ทรงสำเร็จการศึกษาวิชาแพทย์จากสหรัฐอเมริกา เสด็จนิวัตประเทศไทยพร้อมครอบครัวประทับที่พระตำหนักใหม่ ซึ่งโปรดให้สร้างขึ้นในบริเวณวังสระปทุม
นอกจากนี้ บริเวณเฉลียงพระตำหนักใหญ่ชั้นบนในช่วงปลายพระชนม์ชีพ สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า โปรดที่จะประทับตรงเฉลียงชั้นบนหน้าห้องพระบรรทมซึ่งปัจจุบันจัดเป็นห้องทรงนมัสการ เมื่อทรงตื่นบรรทมแล้วจะเสด็จออกมาประทับที่เฉลียงตลอดทั้งวัน เสวยพระกระยาหาร ณ ที่นี้ด้วย บริเวณนี้มีความสำคัญในประวัติศาสตร์ชาติไทยอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็นสถานที่ประกอบพระราชพิธีซึ่งเป็นพระราชกรณียกิจสำคัญสุดท้ายแห่งพระชนม์ชีพของสมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า คือ ทรงเป็นประธานในพระราชพิธีราชาภิเษกสมรสพระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตรและสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง
