Здания в Романовом переулке - жилой доходный дом третьей четверти XIX в. (строение 1) и дворовый флигель при нем (строение 2) являются объектами ценной исторической застройки Москвы. Оба они построены по проекту архитектора В.В. Белокрыльцева, одного из основателей Московского архитектурного общества.

Мемориальный музей-квартира образован во флигеле в 1942 г. в качестве отделения Музея биологии им. К.А. Тимирязева, на основании решения советских властей (ВЦИК) о сохранении в неприкосновенности кабинета и научного наследия К.А. Тимирязева. 27 апреля 1946 г. музей передан в ведение Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева.

Родственники К.А. Тимирязева сохранили квартиру в том виде, в каком она была при жизни хозяина, сын лично передал квартиру сотрудникам музея. В экспозиции музея-квартиры пять комнат, включая жилые помещения, библиотеку и рабочий кабинет ученого. В 1958 г. здание реставрировалось, в нем заменили все коммуникации, интерьеры подверглись частичной реконструкции с целью увеличения выставочного пространства. 

Музей состоит под охраной государства как памятник федерального значения.

В доходном доме проживали профессора и преподаватели Московского университета, во флигеле, выстроенном одновременно с жилым домом, с 1899 по 1920 гг. проживал биолог, агроном и профессор Московского университета Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920). При жизни Тимирязева здесь бывали известные деятели русской интеллигенции: писатели Л.Н. Толстой и А.М. Горький, художники И.И. Левитан и В.Д. Поленов, физиолог И.П. Павлов, композитор С.И. Танеев, книгоиздатель и меценат И.Н. Кнебель и др.