Die Kleinbahn Hoya - Syke - Asendorf wurde 1899 gebaut. An allen Endpunkten der Bahn entstanden Lokomotivschuppen, damit von dort morgens gleichzeitig mit dem Betrieb begonnen werden konnte. Während in Hoya ein zweigleisiger Lokschuppen mit Werkstatt zur Unterhaltung aller Lokomotiven gebaut wurde, genügte in Syke und Asendorf ein einfacher Schuppen zur Unterbringung einer einzelnen Lokomotive sowie zur Übernachtung des Zugpersonals. Die Lokschuppen in Syke und Asendorf wurden nach den gleichen Plänen gebaut. An den Lokschuppen angebaut zur Ladestraßenseite befand sich ein kleines Aborthäuschen, das mit einem Plumpsklo ausgestattet war.
Der Asendorfer Lokschuppen wurde bis Ende der fünfziger Jahre unverändert genutzt. Auch nach der Einführung des Triebwagenverkehrs nach Asendorf im Jahre 1951 war hier noch bis 1959 eine Dampflok stationiert, um den sehr bedeutenden Güterverkehr von Asendorf abzuwickeln, sowie die Personenzüge mit Wagen zweiter und dritter Klasse zu fahren. Nach der Einstellung des Personenverkehrs 1959 entfiel diese Notwendigkeit und der Güterverkehr wurde ab Hoya bedient. Der damit leerstehende Lokschuppen in Asendorf wurde dann als Abstellhalle für die Omnibusse genutzt, die dann den Personenverkehr nach Asendorf übernahmen. Dazu wurde die Trennwand zwischen dem Aufenthaltsraum (ehemals "Führerstube") und dem Lokschuppen abgerissen und der Lokschuppen in Richtung Bahnhofsgebäude um einen halben Meter verlängert.

Nach der Einstellung des Güterverkehrs nach Asendorf im Jahre 1971 wurde die Strecke nach Asendorf und damit auch der Lokschuppen in Asendorf von den Gemeinden Bruchhausen-Vilsen und Asendorf erworben und seitdem an die Museumseisenbahn Bruchhausen-Vilsen - Asendorf verpachtet.
Um den Lokschuppen wieder als Lokschuppen aber auch für museale Zwecke nutzen zu können wurden vom Deutschen Eisenbahn-Verein e.V. bereits Teile des Gebäudes restauriert. Als erstes wurde die durch die abgestellten Omnibusse stark beschädigte Grube erneuert, das Dach wurde erneuert, die morsche Holzverkleidung wurde entfernt, der Lokbereich wurde neu verputzt, die nachträgliche Lokschuppenverlängerung wurde wieder rückgängig gemacht, die Tore wurden restauriert und die genieteten Metallrahmenfenster wurden instandgesetzt. Als zusätzliche Ausrüstung wurde der Wasserkran des Hoyaer Lokschuppens der HEG am Gebäude angebaut.