沈陽故宮始建於後金天命十年（公元1625年），共占地6萬多平方米，有各類宮殿房屋500餘間。其早期宮殿是清入關前帝王的住用之處，中、後期建築是清遷都北京後，供皇帝東巡使用和收藏宮廷文物之處。辛亥革命後，沈陽故宮仍置於盛京內務府的管理之下，直至1924年“修正優待皇室條件”頒布，才由地方政府接管。
1925年北京“故宮博物院”的建立，為決定沈陽故宮的前途提供了直接的借鑒。於是，以沈陽故宮為基址的博物館便應運而生了。據沈陽故宮博物院副研究員鄧慶介紹：“1926年冬，經當時奉天省省長莫德惠提議，於沈陽故宮設立東三省博物館籌辦處，旋經省議會通過，籌辦處於11月16日正式開始辦公。”後人也就約定俗成地將1926年11月16日定為沈陽故宮博物院的生日。至此，曾經一個王朝的皇家禁苑就正式成為了向社會公眾開放的公共場所。
正當籌備處加緊準備博物館對外開放之際，一場突如其來的人禍幾乎讓博物館差點兒辦不下去了。1928年5月，奉係軍閥在蔣介石等各派聯軍進攻下戰敗，退回的軍隊大批湧入奉係軍閥大本營沈陽城內，其中一些便駐紮在宮殿內，東三省博物館的部分館舍亦被部隊所占，籌辦事務無法正常進行。當年6月4日，張作霖在沈陽皇姑屯被日軍炸死，東北局勢更趨緊張。其中，東三省博物館主體部分鳳凰樓及台上諸宮被陸軍第三、四方麵聯合軍團第十九師第一旅第一團第一營本部占用。
堂堂昔日皇宮，竟成了軍隊的營房，剛剛從父親手中接過執政東北大權的張學良非常惱火。鄧慶回憶說：“麵對博物館陳列室被軍隊所占，籌備工作基本陷於停滯的狀況，張學良下令撤出駐軍，即在1928年冬，為使駐紮博物館房舍的軍隊盡快移出，以恢複館物，奉天省公署與軍方交涉，獲張學良將軍支持，不久大部分被占宮殿歸還博物館。”
軍隊撤出後，博物館的籌備進展依然不太順利。在這種情況之下，心急如焚的張學良決定請自己的老師、曾於清末沈陽故宮任職的滿族進士金梁，為籌備委員會委員長（即館長）。那麼，張學良為何對金梁情有獨鍾呢？僅僅是師生之誼嗎？據鄧慶介紹，“金梁之所以能被聘任，這與他早在20年前曾專摺建議籌建皇宮博物館願望有關，同時對‘檢查清宮舊藏’來說，金梁是不可多得的重要知情者之一。加之金梁曾為張作霖佐政，又是張學良將軍的語文老師，曾教張學良書法。這些都是金梁被聘任的重要原因。”
1929年4月，經過近3年時間的籌備，沈陽故宮終於正式對外開放了。據了解，那時候每逢星期日、節日和紀念日，故宮都對外開放，平時如有要求參觀的團體和重要人物，經館方同意後可辦理特別參觀手續。為了博物館館藏文物更加豐富，張學良甚至帶頭捐贈文物。據鄧慶介紹，“1929年5月，東北航空大隊贈送飛機一架，陳列在大清門，而張學良則贈送大周張榘墓誌，市政公所贈送奉天大西、大東、小西各城門磚額殘碑及各方贈品諸物，均陳列於協中齋，並標簽注說，以便參觀。”
另外，張學良在讓文溯閣《四庫全書》重返沈陽故宮的過程中，也起到了極其重要的作用。據了解，1912年中華民國建立至1926年籌辦東三省博物館。此間，沈陽故宮大量宮廷藏品11萬餘件被外運至北京。在被外運的沈陽故宮的諸多文物中，唯一得以僥幸複還的是文溯閣《四庫全書》和《古今圖書集成》。此書就是在奉天省教育會會長馮廣民、奉天省省長王永江、張學良、張作霖等的努力下，運回沈陽的，此事當時被視為東三省文化界一大喜事。
此外，張學良將軍還對沈陽故宮給予了特殊的關注。尤其在其主政期間，下令撤出宮內駐軍，聘任博物專家主持館務，使之快速走向正軌。他還支持東三省博物館正式對外開放，觀眾通過觀覽故宮建築和藏品，增加曆史文化知識，使這處前朝舊闕第一次有益於社會。況且博物館的建立，也有利於故宮建築和藏品的保存維護。