Il museo è stato inaugurato il 10 marzo 2012 a opera della "Fondazione Casa di Enzo Ferrari-Museo", ideatrice del progetto. Questa era nata nel 2003 per volontà di Comune, Provincia e Camera di commercio di Modena, Automobile Club d'Italia e Ferrari, con la finalità di creare uno spazio dedicato alla promozione e al recupero della storia dell'automobilismo modenese.

 Panoramica della struttura, con la casa natale di Enzo Ferrari (a sinistra) e il moderno museo (a destra).

Il progetto di ristrutturazione è stato ideato dall'architetto Jan Kaplicky, il quale a causa dell'improvvisa scomparsa non ha potuto assistere alla ultimazione dei lavori; vennero quindi portati a termine dal suo assistente Andrea Morgante, a cui si deve la firma degli interni. La realizzazione del progetto è costata circa 18 milioni di euro.

I lavori per il progetto sono iniziati nel 2009 e compresero, oltre alla costruzione del museo, anche la ristrutturazione della casa-officina in cui nel 1898 nacque Enzo Ferrari e in cui lavorò successivamente, per un totale di 5 000 m², compresa l'area cortiliva; di questi, 3 000 m² comprendono una parte espositiva, una sala eventi, un'aula didattica, uno store e una caffetteria.

Il museo è stato costruito secondo criteri di sostenibilità ambientale: è dotato infatti di un impianto di riscaldamento geotermico e di un impianto di riciclo delle acque, mentre le enormi vetrate frontali consentono l'illuminazione naturale.

 Particolare della copertura

Dopo una riorganizzazione degli spazi museali, che ha portato a una breve chiusura della struttura a cavallo tra il gennaio e il febbraio del 2014,[1] il MEF ha riaperto i battenti il 18 febbraio successivo, passando contestualmente sotto la gestione diretta della Ferrari[2] che l'ha abbinato al suo storico Museo Ferrari di Maranello.[3]