Цель музея — сохранение исторической правды и культурного наследия региона. Музей занимается изучением и сохранением истории Карлага. По словам руководителя отдела экспозиционно‑выставочного обеспечения Андрея Дребезгова, в число приоритетных направлений входит популяризация культурно‑нравственного наследия народов региона. Музей также поддерживает стремление общества увековечить память о невинных людях, ставших жертвами репрессий и лагерной системы, действовавшей на территории Казахстана.
С 2002 года музей размещался в здании бывшей больницы Карлага НКВД. Здание возведено в 1941 году и является памятником истории и культуры Карагандинской области. В 2011 году музей переехал в здание бывшего управления Карлага НКВД. Этот объект строился в 1933—1935 годах и также отнесён к памятникам истории и культуры Карагандинской области. Восстановительно‑реставрационные работы выполнялись в 2009—2010 годах в рамках государственной программы «Дорожная карта».
Научная концепция музея разрабатывалась специалистами Караганды. Экспозиционные работы выполнялись художниками и дизайнерами Караганды и Алматы. КГКП «Музей памяти жертв политических репрессий п. Долинка» с 2016 года включено в проект «100 сакральных мест Казахстана».
Карлаг (Карагандинский исправительно‑трудовой лагерь) — один из крупнейших исправительно‑трудовых лагерей СССР 1930—1959 годов. Он располагался в Карагандинской области и входил в систему ГУЛАГ НКВД СССР.
Среди заключённых Карлага были такие известные личности, как Аркадий Белинков, Анатолий Марченко, Мария Капнист, Наталья Столярова, Анна Тимирева, Александр Чижевский, Уар (Пётр Шмарин), Исаакий Виноградов, Герман Вейнберг, Давид Выгодский, Афанасий Селищев и Владимир Михайлов.
В 1959 году Карлаг был ликвидирован и реорганизован в Управление мест заключений МВД Карагандинской области.
Современная экспозиция музея размещается в 25 залах: на двух этажах здания и в цокольном помещении. Экспозиция включает разделы «Голод в Казахстане 20–30‑х гг. XX в.», «Карлаг. История создания», «Хозяйственная деятельность Карлага», «Узницы Карлага», «Научно‑исследовательская деятельность репрессированных учёных», «Имена и судьбы», «Репрессированные художники», «Депортация народов 30–50‑х гг. XX в.» и другие. Экспозиция цокольного этажа представляет собой инсталляцию следственного изолятора Карлага.
В фондах музея хранится свыше 7 000 экспонатов, используемых при формировании выставок и в научно‑просветительской деятельности учреждения.