Né en 1822 à Dole dans la maison de ses parents, Louis Pasteur quitte cette ville avec eux en 1825 pour Marnoz. En 1830, la famille s'installe à Arbois, dans une maison au bord de la Cuisance (située au 83, rue de Courcelles) où son père installe sa tannerie et où Pasteur passe ses jeunes années jusqu’à l'âge de 17 ans.
En 1865, Pasteur hérite de la maison avec sa sœur Virginie et en devient unique propriétaire en 1880 après la mort de cette dernière. Il achète une propriété contiguë et rend ainsi la maison plus spacieuse et confortable, en installant un laboratoire voisin de sa chambre au premier étage. Très attaché à cette demeure, il y réside souvent avec beaucoup de plaisir durant sa vie avec sa famille et ses amis.
En 1935, les descendants de Pasteur, en la personne de son petit-fils, le professeur Louis Pasteur Vallery-Radot, lèguent la demeure à la « Société des amis de Pasteur » qui la remet à son tour en 1992 à l'Académie des sciences. Les parents de Pasteur et une grande partie de sa famille reposent au cimetière d'Arbois.
La maison est à ce jour un lieu de mémoire où tout a été conservé intact, du billard au laboratoire personnel. L'exposition permet de découvrir une partie de la vie et de l'œuvre de Louis Pasteur ainsi que de l'histoire des sciences.