原爆圓頂館的前身是建成於1915年的“廣島縣產業獎勵館”，該館曾經是展覽，銷售廣島縣的物產的設施。原子彈爆炸之後，不知從何時起即被稱為“原爆圓頂館”，其殘骸就是活生生的證據，是祈求人類永遠和平的象徵性存在。

1945年8月6日上午8點15分，人類歷史上第一顆原子彈，在距離廣島縣產業獎勵館上空東南約160m，高度約580m處爆炸。因原子彈產生的暴風幾乎從正上方降臨，故只有主樓的正中部分的牆壁免遭倒塌，後來就形成了目前所看到的露出鋼架的圓屋頂的形狀。

但在決定是否保存原爆圓頂館之前，曾經過多次的反復討論。既有“為了向後人昭示原子彈爆炸所造成的戰爭災難，應予以保存。”的意見，也有“為了不再觸及人們對爆炸的慘狀的回憶，應拆除。”這樣的意見。經過一番周折之後，廣島市議會於1966年決定永久保存，為了更好地保存建築的原貌，迄今為止已經實施了三次工程。

此外，原爆圓頂館不得入內參觀，只能在外部進行參觀。