Период пребывания в городе на Каме известного писателя, лауреата Нобелевской премии по литературе 1958 года Бориса Леонидовича Пастернака представляет особый интерес. Б. Пастернак приехал в Чистополь 18 октября 1941 года в числе последней группы эвакуированных писателей. К этому времени его семья — жена Зинаида Николаевна с детьми, уже находилась в Чистополе в интернате Литфонда. Борис Леонидович сумел снять небольшую комнату в доме Вавиловых, расположенном по адресу ул. Володарского, 75. Комната соседствовала с хозяйской кухней, окна её выходили на улицу Володарского и городской сад.
В 2010 году в связи с отселением жильцов дома всё здание было передано музею. В 2012 году были проведены масштабные ремонтно-реставрационные работы, после чего Мемориальный музей Б. Пастернака получил новые экспозиционные площади, зал для проведения мероприятий и временных выставок, кабинеты сотрудников и современное оборудованное фондохранилище.
В музее сохранена обстановка мемориальных комнат. В 2015 году, когда исполнилось 125 лет со дня рождения Бориса Пастернака, в Мемориальном музее создана новая экспозиция, рассказывающая не только о чистопольском периоде, но и в целом о жизни и творчестве Бориса Леонидовича. Экспозиция расположилась в 6 залах (2 из которых – мемориальные комната и кухня). В музее представлена семья, в которой воспитывался будущий Нобелевский лауреат, годы его юности и учебы, взаимоотношения с властью, коллегами. В новой экспозиции преподносится и история создания романа «Доктор Живаго», изменившего судьбу Бориса Пастернака.
В музее представлены документальные источники: фотографии, письма, страницы воспоминаний, дневниковые записи. Особую ценность представляют мемориальные предметы и прижизненные издания произведений Бориса Пастернака.