Mit Unterzeichnung des Mietvertrages mit der ÖBB im Oktober 1997 übernahm der Verein der Eisenbahnfreunde in Lienz die Mammutaufgabe, das Südbahn Heizhaus zu sanieren. Es sollte einige Jahre dauern, bis dieses Vorhaben abgeschlossen werden konnte.
Bereits 1980 kam es unter dem Bürgermeister Hubert Huber und Stadtrat Egon Gruber zum Ankauf der Dampflokomotive 52.3816. Fast gleichzeitig wurde der Verein der Eisenbahnfreunde in Lienz gegründet. Das Vereinsziel war, die erworbene Dampflok in Betrieb zu setzen und zu erhalten. Von 1982 bis 1993 dampfte die Lienzer Lok durch das Drau- und Pustertal. Technische Probleme erzwangen, trotz gewaltiger Anstrengungen einzelner Mitglieder, die Abstellung. So wurde die 52iger zur Ausstellungslok in Dauerleihgabe.
1995 wurde die E-Lokomotive 1020.018 vom Verein erworben und restauriert. Sie ziert heute den Osttiroler Südbahn Express, einen der schönsten Nostalgiezüge Österreichs.
1997 begab man sich auf die Suche nach einem geeigneten Unterstand für die im Laufe der Zeit größer gewordene Sammlung an schienengebundenen Fahrzeugen. Der Verein wurde fündig. Mit Unterzeichnung des Mietvertrages mit der ÖBB übernahm der Verein die Aufgabe, das Lienzer Südbahn Heizhaus in ein Museum überzuführen. Mithilfe von EU, Bund, Land, Gemeinden, Tourismusverband, Denkmalamt, vielen Spenden und Arbeitsleistungen durch Vereinsmitglieder konnte die Sanierung 2014 abgeschlossen werden.
Eröffnung des Museums 2015
2015 wurde das Museum der Öffentlichkeit vorgestellt. Walter Hauser, Leiter des Denkmalamtes in Tirol, sprach von einer "Kathedrale des Geruchs, des Schweißes, der Arbeit und des Rußes". Diese Attribute zeichnen bis heute das Südbahn Heizhaus aus. In den Jahren danach wurde ein umfangreiches Archiv, eine Bibliothek mit rund 5000 Eisenbahnbüchern, eine Zeitschriftensammlung mit Tausenden Schriften aus dem Eisenbahnbereich sowie eine Dokumentation über die Errichtung des Mobilitätszentrums erstellt. Seit 2022 ziert die vom Verein restaurierte Dampflok 77.244 auf der im Jahr 1942 errichteten Drehscheibe die südliche Zufahrt zum Mobilitätszentrum.
2021 wurde das Museum registriert und im Oktober 2022 mit dem Österreichischen Museumsgütesiegel ausgezeichnet. Die Sammlung konzentriert sich vorwiegend auf Lokomotiven, Waggone und technische Gerätschaften, die auf der ehemaligen Südbahnstrecke Villach–Lienz–Franzensfeste im Einsatz waren sowie historische Pläne, Fotos und Bücher.
