Дата основания музея 11 июля 1986 года, когда распоряжением Совета Министров Удмуртской АССР (№ 531-р) создан «Архитектурно-этнографический музей «Ильинка» - филиал Удмуртского республиканского краеведческого музея.
Музей под открытым небом создавался с целью сохранения памятников народной архитектуры. Место для будущего музея было выбрано в 1984 году членами специальной комиссии, состоящей из представителей "заказчика" - Министерства культура Удмуртии, различных заинтересованных учреждений и ведомств республики и специалистов "подрядчика" – Всесоюзного Объединения «Союзреставрация». Комиссия осмотрела шесть земельных участков и остановила свой выбор на территории починка (небольшая деревня) «Ильинка» с окружающими его пахотными землями колхоза "Юбилейный" Завьяловского района. Местность, где создан музей, до революции входила в состав Старовеньинской волости Сарапульского уезда. Старейшие поселения волости, сохранившиеся до наших дней, были основаны удмуртами в XVII веке. Это деревня Лудзя (современная Непременная Лудзя) и Старая Венья (современная Большая Венья). Ближайшая (около 2 км) к территории музея удмуртская деревня Лудорвай возникла в XVIII веке, крупное поселение в 1890 году состояло из 114 крестьянских дворов с 815 жителями.
Архитектурно-этнографический музей-заповедник «Лудорвай» является одним из динамично развивающихся учреждений культуры. В настоящее время на территории АЭМЗ «Лудорвай» нет полностью сформированных и заполненных секторов. Идет активная работа по реконструкции и музеефикации памятников народного зодчества в трех удмуртских секторах (северных удмуртов и бесермян; центральных удмуртов; южных удмуртов), в «русском секторе». Начато планирование татарского сектора.
В 2012 г. БУК УР АЭМЗ «Лудорвай» предоставлен земельный участок площадью 20 га категории земель особо охраняемых территорий и объектов, с разрешенным использованием: «Под строительство музейно-парковой зоны с устройством фестивальной поляны в Завьяловском районе» в постоянное пользование (Постановление Администрации МО «Завьяловский район Удмуртской Республики» № 4490 от 14.12.2012.
16 ноября 2012 г. разработана и принята новая Концепция развития Архитектурно-этнографического музея-заповедника «Лудорвай» на период до 2025 года. Авторский коллектив, под руководством доктора исторических наук, ведущего научного сотрудника Института истории и археологии УрО РАН А. В. Черных, представляют Концепцию документом долгосрочной стратегии, определяющим направление на сохранение и развитие уникальности музея в современном социокультурном пространстве региона, обозначение дальнейших приоритетов и перспектив его развития.
13 октября 2003 г. распоряжением Правительства УР «Архитектурно-этнографический музей «Ильинка» выделился из состава Национального музея Удмуртской Республики им. Кузебая Герда, получил статус самостоятельного государственного учреждения культуры и был переименован в «Архитектурно-этнографический музей-заповедник «Лудорвай». Земли, площадью 39,9 га, занимаемые музеем-заповедником, переведены в статус особо охраняемых территорий.
Музей открыл двери для своих первых посетителей.
На территорию музея перевезено, отреставрировано и воссоздано девять объектов деревянного зодчества: ветряная мельница из д. Чем Куюк Алнашского района; дом, клеть, хлев, амбар, ворота из д.Гамберово Селтинского района (усадьба Вострикова М.И.); куала - семейное святилище - из д. Средний Постол Завьяловского района; ворота с усадьбы Гусевой З.Н. (д.Писеево, Алнашского района); баня по-черному.
26 декабря утверждена научная концепция Архитектурно-этнографического музея Удмуртской Республики, определившая генеральную линию развития музея (автор И.Н. Шургин).
Было выбрано место для будущего музея членами специальной комиссии, состоящей из представителей "заказчика" - Министерства культура Удмуртии, различных заинтересованных учреждений и ведомств республики и специалистов "подрядчика" - В/О "Союзреставрация". Комиссия осмотрела шесть земельных участков и остановила свой выбор на территории починка (небольшая деревня) "Ильинка" с окружающими его пахотными землями колхоза "Юбилейный" Завьяловского района.
В 1920 году он состоял из 11 дворов с 78 жителями. Трое жителей занимались оружейным промыслом.
На территории, выбранной под музей, переселенцы из Ижевского завода в 1885 году основали починок Ильинский (современное название Ильинка). К 1890 году их численность была близка половине удмуртского населения волости.
В Старовеньинской волости стали поселяться русские, в основном выходцы из сел и деревень вокруг Ижевского завода, основанного в 1760 годах.