В 1968 году в распоряжение музея перешел второй усадебный дом, который построил в 1888 году Петр Дмитриевич Павлов — отец ученого. В 1974 году, к 125-летию со дня рождения И. П. Павлова, состоялось торжественное открытие научной экспозиции, повествующей об открытиях И.П.Павлова в физиологии пищеварения, кровообращения и высшей нервной деятельности, разместившейся в этом доме. С этого момента за новым домом, включенным в музейный комплекс, закрепилось название — Дом науки.
12 июня 2010 года в Доме науки состоялось торжественное открытие обновленной научной экспозиции. Шесть залов музея в доступной для посетителей форме дают представление не только об открытиях физиолога И.П.Павлова, но и формируют представление об ученом как о гражданине мира.
