Музей Великой Отечественной войны — центр гражданско-патриотического воспитания учащихся лицея.
В 1965 году впервые после окончания войны состоялось празднование 20-летия победы в Великой Отечественной войне. По всей стране начались мероприятия связанные с памятью событий военных лет.
В школе № 3 города Арзамас-16 по инициативе директора школы, участника войны, Якиманского Михаила Георгиевича было принято решение о создании школьного музея Великой Отечественной войны. Организацию музея возглавил учитель истории Поляков Артур Алексеевич.
Поисковая и собирательная деятельность велась во время поездок Артура Алексеевича с учениками одиннадцатых классов по городам-героям, осуществлялась переписка с ветеранами войны; проводилась поисковая деятельность и в форме операции «Поиск», «Летопись Великой Отечественной» (собрано 200 анкет с воспоминаниями ветеранов), организовывались встречи с выпускниками Саровской школы военных лет.
Собранный материал оформили и разместили на стендах и в витринах в выделенной под музей классной комнате. Это 8 стендов, посвященных городам-героям; стенд о выпускниках школы военных лет; 36 планшетов на стендах-стойках; 10 застекленных витрин на металлических каркасах, 3 большие витрины, где хранятся остатки оружия.
Руками учащихся сделаны макеты: казематы Брестской крепости; Одесские катакомбы с партизанским колодцем; макет «Катюши»; макет танка КВ.
В застекленной витрине размещены ордена и медали, в том числе подаренные школьному музею ветеранами Великой Отечественной войны.
Значительный вклад в развитие музея внесла учитель истории Лидия Сергеевна Гусихина. При её непосредственном участии в 1980 году музей был реконструирован, в 1997 году проведен капитальный ремонт, в1998 году собран и обобщен материал об учащихся школы военных лет.
В 1995 году в областном конкурсе, посвященном 50-летию Победы, музей занял первое место и стал лауреатом республиканского конкурса.
В апреле 2014 года по инициативе Владимира Попова, выпускника школы № 3, принимавшего участие в создании школьного музея, началась реконструкция музея.
Силами энтузиастов в течение нескольких месяцев проводились работы по реконструкции музея: обновлено потолочное покрытие; принципиально изменен внешний вид стен; созданы и оформлены панно « Комбат» и памятная доска « Наши земляки, погибшие в годы Великой Отечественной войны 1941-1945г.г.»; в оригинальном стиле, с подсветкой экспонатов оборудованы витрины музея; уложено новое покрытие на пол; три большие витрины обновлены уникальными экспонатами, подаренными музею в последние четыре года поисковым отрядом «Демянск» г.Саров; проведены работы по оформлению музея стендами и возвращению экспонатов на свои места.
27 января 2015 года в День воинской славы России — День полного освобождения советскими войсками города Ленинграда от блокады его немецко-фашистскими войсками – после обновления и реставрации, в год 70-летнего юбилея Великой Победы школьный Музей Великой Отечественной войны вновь открыт для посетителей: ветеранов, школьников, воспитанников детских дошкольных учреждений, гостей Сарова.