Первый Дом пионеров открылся в Орле в 1924 году. Городские власти передали пионерской организации помещение клуба имени Третьего интернационала.
Существующее здание Дворца пионеров и школьников было построено после Великой Отечественной войны на улице Салтыкова-Щедрина на месте усадьбы Александринского института благородных девиц.
Открытие состоялось 5 июля 1961 года. Дворцу пионеров было присвоено имя первого космонавта планеты Юрия Гагарина.
4 июля 1984 года во Дворце пионеров случился пожар, в результате которого обрушилась крыша над зрительным залом.
В огне погибли двое пожарных — младший лейтенант Александр Комоско и сержант Виктор Лапшин. Они были посмертно награждены медалями «За отвагу на пожаре». Такую же награду получил младший лейтенант Александр Мазуров, единственный из этого пожарного расчета, кого удалось спасти.
Здание построено в неоклассическом стиле по типовому проекту. Подобные проекты были ранее воплощены в Брянске и Рязани.
Уникальной особенностью Дворца является Комната сказок, стены которой были украшены иллюстрациями к сказкам Пушкина Роспись выполнили всемирно признанные мастера Палеха Роман Белоусов и Борис Ермолаев. При реконструкции Дворца к 450-летию Орла роспись была сильно повреждена строителями. В настоящее время Комната сказок «законсервирована» в ожидании реставрации.
Ещё одной «жемчужиной» Дворца является витраж, выполненный руками детей и педагогов. Сначала он был выполнен из полимерных пленок в огромном арочном окне парадной лестницы. Позже рисунок был перенесён на стекло витражными красками. При реконструкции Дворца витраж был воспроизведен в фоне актового зала.
В Дворце творчества занимаются почти 3,5 тыс. детей. Действуют 49 объединении и 217 учебных групп.
