A Petőfi Csarnok helyén már 1885-ben épület állt, az egykori Iparcsarnok, amely a története során volt múzeum, kiállítási csarnok és hadianyagraktár is. Az Iparcsarnok a II. világháború alatt elpusztult, romjain a Budapesti Nemzetközi Vásár (BNV) egy kiállítási csarnokát alakították ki. Miután a BNV-t az 1970-es évek elején Kőbányára költöztették, az épületet raktárnak használták.

Az 1980-as években azonban új funkciót kerestek a Városliget közepén álló raktárnak. Az első elképzelések szerint a súlyos helyhiánnyal küzdő Közlekedési Múzeum kapta volna meg, de mivel időközben a Budai Ifjúsági Park életveszélyessé vált, módosítottak a terveken. Az épület legnagyobb részét a Budai Ifjúsági Park pótlására, koncert- és rendezvényhelyszínnek alakították ki, ez lett a Petőfi Csarnok, míg az épület felső szintjét és az oldalsó, északi csarnokot a Közlekedési Múzeum kapta meg. 

A Petőfi Csarnok röviddel az átadása előtt, 1985-ben (fotó: Fortepan/képszám: 25781)

A múzeum pedig itt helyezte el a nagyon gazdag repülési és űrhajózási gyűjteményét, amelynek addig csak egy része volt látható az akkor már túlzsúfolt eredeti múzeumépületben. Az Ország-Világ című lap 1985. november 27-én ezt írta: 

„A hatalmas csarnokban – amelynek egy részét az Ifjúsági Szabadidő Központ foglalja el – 3900 négyzetméternyi kiállítási területhez jutott a Közlekedési Múzeum, s így megnyithatta kapuit az első magyar repülési múzeum. Végre! – mondhatjuk joggal, a gazdag anyag láttán. Igazán kár lenne polcokon, raktárakban vagy hangárokban őrizni ezeket az értékeket. Sok érdekességre bukkanhatnak a repülés szakemberei, de a legszélesebb értelemben vett nagyközönség is. Az máris nyilvánvaló, hogy a kiállítás fő pártfogói lesznek a közlekedési és repülési ügyek iránt oly fogékony gyerekek.”

A kiálltás 1985. október 22-én nyílt meg, valójában akkor rövid időre. Ugyanis a Petőfi Csarnok teljes kiépítésére nem volt elég pénz, ezért pár „lényegtelen” elemet elhagytak. Így a múzeumi terekben nem készült fűtés, viszont a falak vékonyak voltak, az ablakokban pedig egyrétegű üveg volt. Emiatt telente a kiállítóteret be kellett zárni, mert olyan hideg volt benne, hogy ott se dolgozni, se látogatókat fogadni nem lehetett. 
Ezért a kiállítás csak májustól októberig volt látogatható, de ha odakint meleg volt, akkor a múzeum látogatása felért egy szaunával, ugyanis az épületet nemhogy hűteni, rendesen szellőztetni sem lehetett, igaz akkor nem zárt be a kiállítás, annak ellenére, hogy az épületben időnként 40 fok is volt. 

Repülőgépek sora a kiállításon (fotó: Magyar Műszaki és Közlekedési Múzeum) 

A fent említett tudósítás ezért némi kritikával írta: 

„Látogatásra biztató beszámolónk végén úgy illik, hogy elmondjuk: mire soraink megjelennek, a fűthetetlen, hatalmas termeket már minden bizonnyal »téli álomra« bezárják. Mégis, örömmel adunk hírt fővárosunk új nevezetességéről. Nem lesz gond, hogy merre induljanak az első, szép tavaszi, városligeti sétán ...”

A IV. Károly által használt Junker F–13-as repülőgép (fotó: Magyar Műszaki és Közlekedési Múzeum) 

Sajnos ezek az állapotok végig, a 30 éves fennállás alatt folyamatosan tapasztalhatók voltak. Pedig a múzeum olyan kincseket mutatott be, mint  például egy Junkers F–13-as repülőgép. A kiállított gép sorsa igencsak kalandos. IV. Károly király használta második visszatérési kísérleténél, 1921. október 20-án. A sikertelen hatalomátvétel után a gépet lefoglalták, de az akkor igen modern szerkezetet – mivel a trianoni békeszerződés előírásai tiltották a hazai repülést – csak múzeumi célokra lehetett megőrizni.

Az eI. világháború veteránja 1917-ben került a múzeum gyűjteményébe (fotó: Magyar Műszaki és Közlekedési Múzeum) ​

Az I. világháborús felderítő aszódi Lloyd repülőgép érdekessége, hogy a gépet 1917-ben már egyszer kiállították szinte ugyanitt. Akkor ugyanis az Iparcsarnokban rendezték meg a hadirepülőgép-kiállítást, ahol ugyanezt a repülőgépet már bemutatták, majd a kiállítás után a Közlekedési Múzeumnak adományozták.

A  mindössze 60 lóerős, Lampich L–2 Róma géppel az 1920-as évek második felében több világrekordot is elértek (fotó: Magyar Műszaki és Közlekedési Múzeum) ​

E gépek mellett számos más repülőgépet is bemutattak itt, de nemcsak a motoros repülés köréből, mert a kiálltáson gazdag gyűjtemény volt látható a magyar gyártmányú vitorlázógépekből is. Sokáig itt volt látható a Farkas Bertalant és Valerij Kubaszovot a Szaljut–6 űrállomásról visszahozó Szojuz–35 űrkabint. 

Sőt egy ideig az első magyar földkerülő vitorlás, a Szent Jupát is itt kapott helyet, a B31-es típusú vitorlással Fa Nándor és Gál József 1985 és 1987 között körülhajózták a Földet. Az űrkabin és a Szent Jupát addig volt itt, amíg a Közlekedési Múzeumban el nem készült a két épületrészt összekötő üvegtorony, ahová a Földet kerülő vitorlás és az űrkabin is átkerült. 

A Petőfi Csarnokban ezenkívül nagyon sok modell, műszer, motor mutatta be a repülés és az űrhajózás történetét. A kiállítás a PECSA bezárásával itt megszűnt, sőt a Liget Projekt keretében a Petőfi Csarnokot is lebontották. A múzeum gazdag gyűjteményének nagy része most raktárban pihen, de a szakemberek dolgoznak azon, hogy egy új, jobb repülési kiállításon legyenek láthatók a közeljövőben.

Nyitókép: A repülési és űrhajózási állandó kiállítás egykori bejárata (fotó: Magyar Műszaki és Közlekedési Múzeum)