De geschiedenis van het complex gaat terug tot 1899, toen de eerste elektrische tram met bovenleiding in Nederland werd geopend tussen Haarlem en Zandvoort. De trams van de Eerste Nederlandsche Electrische Tram-Maatschappij (ENET) hadden hier hun remise. Vanaf 1904 ging de exploitatie over op de Electrische Spoorweg-Maatschappij (ESM) die in dat jaar de tramlijn tussen Haarlem en Amsterdam (Spui) opende. Het complex werd met de uitbreiding van de tramdiensten vergroot.
De tramlijn Amsterdam – Haarlem – Zandvoort bleef in exploitatie tot 31 augustus 1957, toen de trams werden vervangen door bussen. Van het NZH-trammaterieel bleef maar weinig gespaard voor de slopershamer. In 1956 gingen het motorrijtuig A14 en het bijbehorende postrijtuig BY 2, die tot dan toe dienst deden op het Waterlandse net, naar het Nederlands Spoorwegmuseum (NSM) te Utrecht. Ook voor de opheffing van de Haarlemse tram verhuisde nog een motorwagen uit 1899 (A37) naar het NSM. Vanaf dat moment nam een "Kikker" de klusjes van de A37 over. De A37, A14 en BY 2 verhuisden in 1997 terug naar het ouderlijk huis aan de Leidsevaart 396. Er wordt er hard gewerkt aan restauratie van de A14. De BY 2 is nagenoeg klaar.
Het NZHVM beschikt ook over een van de beroemde Boedapester trams die zowel op smalspoorlijn Amsterdam – Zandvoort als op de normaalspoorlijnen rond Leiden dienst deden tussen 1924 en 1960. Er bleef slechts één wagenbak bewaard. De B464 (ex-B412) werd in 1957 verkocht als vakantiehuisje en stond tot in de jaren zeventig in Groede in Zeeuws-Vlaanderen.
Nadat deze wagenbak in 1976 was overgebracht naar Voorburg, werd hij door een werkgroep van vrijwilligers van de Tramweg-Stichting in jarenlange noeste arbeid herbouwd tot een echt Boedapester-stuurstandrijtuig. Het rijtuig kreeg weer het oorspronkelijke nummer B412.
In 1985 werd het gerestaureerde rijtuig overgebracht naar de Leidsevaart in Haarlem, waar om deze wagen heen een klein museum werd ingericht als herinnering aan de Blauwe Tram. In 1989 en 1997 kwamen ook de drie NZH-trams van het Nederlands Spoorwegmuseum naar het NZH-Vervoer Museum, zodat hier nu vier museumtrams te bezichtigen zijn. Daarnaast beschikt het museum over een zestal autobussen met een relatie tot het NZH-verleden.
