18. jaanuaril 1922 alustas tegevust TLÜ Eesti Pedagoogika Arhiivmuuseumi eelkäija – Tallinna Algkooliõpetajate Keskraamatukogu baasil asutatud Tallinna Linna Pedagoogiline Muuseum (TLPM), mille direktoriks määrati Aleksei Janson (1866–1941), kes oli ka algkooliõpetajate raamatukogu üheks asutajaks (1892).

Muuseumi esmaseks ülesandeks sai õppevahendite kogumine, koolidele laenutamine, õppekabinettide sisustamine ja näidistundide korraldamine, sest 1918. aastal iseseisvunud Eesti riigis oli rahvuskooli ülesehitamiseks ja selle sisulise töö parendamiseks vaja anda õpetajaskonnale senisest tõhusamat metoodilist ja praktilist abi. Peamine tähelepanu oli pööratud füüsika, keemia ja bioloogia õppevahenditele. Neid telliti Saksamaalt, Austriast ja Prantsusmaalt, kuid hakati muuseumis ka ise valmistama. Aleksei Jansoni eestvedamisel asutati 1922. aastal õppevahendite ja koolitarvete soetamiseks osaühisus “Töökool”. 1924. aastal avati muuseumis alaline õppevahendite ja õpilastööde näitus.

Aastail 1927–1945 asus TLPM Väike-Pärnu mnt 19a (praegu Sakala tn 23) hoones. Muuseumi käsutuses oli esialgu maja esimene, edaspidi ka teine korrus. Avaramad ruumid võimaldasid tegevust laiendada. Õppevahendite ruumid sisustati ühtlasi õppekabinettideks, kus sai õpilastele korraldada praktikume. Rajati elavnurk.

Akvaariumide tuba
Akvaariumide tuba Sakala tn-l, 1930ndad

1928. aastal alustas tegevust lektoorium, kus tutvustati pedagoogilist uudiskirjandust, demonstreeriti õppevahendeid, peeti eri ainete alal loenguid ja korraldati koosviibimisi.

1930. aastal asutati muuseumi juurde kinoosakond ja filmoteek. Õpilastele hakati korraldama kinoetendusi, koolidele laenutati kitsasfilmiaparaate õppefilmide demonstreerimiseks. Muuseumi initsiatiivil hakkas ringhääling 1930. aastatel edastama ka kooliraadio saateid. 1931. aastal avas muuseum Kadriorus suvise ekskursioonijaama, mis korraldas linnalastele õppekäike loodusesse. Varustamaks Tallinna koole botaanilise õppematerjaliga, asutati 1934. aastal muuseumi juurde puuvilja- ja juurviljaaed.
TLPM ei olnud enam koht, kust koolidele üksnes laenutati õppevahendeid, vaid ta oli kujunenud aktiivseks kaasarääkijaks ja eestvedajaks Eesti haridusmaastikul. TLPMi eeskujul asutati pedagoogiline muuseum Tartus (1922) ja Pärnus (1937).
1945. aastal reorganiseeriti muuseum Vabariiklikuks Õpetajate Täiendusinstituudiks (VÕT), kelle käsutusse jäi ka osa TLPMi varadest. Palju museaale oli sõjas hävinud, allesjäänud anti üle Loodusmuuseumile, Noorte Naturalistide Jaamale ning koolidele, osa raamatuid  keskraamatukogule. 
VÕTi direktor Endel Pirni (1921–1987) algatusel asuti 1960. aastate algul muuseumi taasloomise eesmärgil koguma haridusloolisi dokumente, fotosid, memuaare, antikvaarseid õpikuid ja kooliinventari. Muuseum asutati VÕTi allüksusena 1. juunil 1983 pedagoogikamuuseumi nime all. Muuseumile anti üle 1960. aastatel kogutud käsikirjad, fotod ja suur hulk esemeid, sh ka sõjaeelsele TLPMile kuulunud materjale. Direktoriks nimetati Endel Pirn.
Aastail 1983–1993 paiknes muuseum Kooli tn 4 (praegu Gümnaasiumi tn 4; hoones asub  Tallinna Vanalinna Täiskasvanute Gümnaasium). Muuseumi käsutuses oli algul üks, 1980. aastate lõpust kaks klassiruumi. 1991. aastal saadi lisaks täiendav ruum Sakala tn 21 majas.

1993. aastal nimetati muuseum toonase direktori Ilmar Kopso (sünd. 1944) ettepanekul ümber Eesti Pedagoogika Arhiivmuuseumiks (EPAM) ning samal aastal koliti uutesse ruumidesse Pronksi tn 3 hoone neljandal korrusel. Pronksi tänaval paiknes muuseum aastail 1993–1999.
 

Pronksi tn
 Ekspositsioon Pronksi tn-l, 1993

Infoajastu lähenemisega seoses loobus EPAM sedelkataloogidest ja -kartoteekidest ning läks 1995. aastal esimesena Eesti muuseumidest üle elektroonilisele kataloogile.

1999. aastal liideti EPAM Tallinna Pedagoogikaülikooli (praegu Tallinna Ülikool) koosseisu, uueks asukohaks sai Raadiku tn 8. Avarad ruumid võimaldasid korraldada suuremahulisi näitusi, pidada nii kõnekoosolekuid kui loenguid (sh üliõpilastele).
 
Aastatel 2005–2010 paiknes muuseum Tallinna Pedagoogikaülikooli endise raamatukogu hoidlaruumides Narva mnt 29. Seoses TLÜ Astra õppehoone ehitusega kolis EPAM 2010. aasta sügisel Ajaloo Instituudi majja Rüütli tänaval. 
 

narva mnt
Eesti pedagoogika arhiivmuuseum Narva mnt-l, 2009

2016. aasta novembrist paikneb muuseum TLÜ Akadeemilise Raamatukoguga ühes majas  Rävala pst 10.

Direktorid:
1922–1941 Aleksei Janson 
1983–1987 Endel Pirn 
1987–2006 Ilmar Kopso 
2006–2007 Mare Torm, kt 
2007– ... Veronika Varik