Здание музея — бывший президентский дворец всех кубинских президентов от Марио Гарсиа Менокала до Фульхенсио Батисты. Музеем оно стало уже после Кубинской революции. Этот эффектный дворец украшен элементами неоклассицизма и является одним из самых красивых архитектурных памятников столицы. Посещение музея позволяет ознакомиться не только с историей освободительного движения на Кубе, но и с предпосылками возникновения этого движения начиная с XV века.
Позади здания Музея революции установлена русская самоходная пушка САУ-100. Под стеклянным перекрытием здесь же находится яхта «Гранма», один из символов революции — именно на ней революционеры под руководством Фиделя Кастро прибыли на Кубу в 1956 году. Еще один символичный экспонат — ракеты, которыми был сбит самолет-шпион США «Lockheed U-2» во время Карибского кризиса. Рядом в подтверждение этому лежат искореженные двигатели американского самолета.
В 1909 году генерал Эрнесто Обер, губернатор Гаваны, решил построить новое здание для правительства провинции. Грандиозный проект был реализован талантливыми архитекторами Родольфо Марури (Куба) и Полом Белау (Бельгия), здание, построенное в стиле неоклассицизма, стало одной из архитектурных доминант города. За внутреннее убранство дворца отвечала нью-йоркская студия Tiff any Studios. Стоимость строительства на тот момент превысила полтора миллиона песо, работы выполнялись с особым размахом. Так, полы и лестницы дворца были облицованы Каррарским мрамором из Альп, являющимся одним из самых ценных и дорогих в мире.
Купол, венчающий здание, снаружи был облицован глазурованной керамикой. На момент строительства здание было одним из самых высоких в городе. Внутри дворец был украшен живописными работами и скульптурами таких кубинских художников, как Армандо Гарсия Менокаль, Антонио Родригес Мори, Леопольд Романьяк, Эстебан Вальдеррама, Хуан Эмилио Эрнандес Жиро, Теодоро Рамос и Эстебан Бетанкур.
В 1917 году дворец городской администрации посетила первая леди Республики, Мариана Сева, которая была восхищена великолепием зданием и привилегированностью его расположения. Ее муж, президент Марио Гарсиа Менокаль, лишил провинциальное правительство права на владение особняком и сделал здание Президентским дворцом Республики Куба. Здание было открыто 31 января 1918 года, хотя строительные работы на тот момент еще не были завершены. Внутри имелись телефонная станция, вспомогательные офисы, электростанция и даже собственная конюшня, поскольку автомобили на тот момент на Кубе еще не были широко распространены.