Музей находится в 15 км от Ярославля по старому Московскому шоссе. Заповедник расположен на территории старинной русской усадьбы, в комплекс которой входят жилые и хозяйственные постройки, регулярный и пейзажный парки. Первыми владельцами усадьбы были князья Голицины, а точнее ярославский губернатор князь М.Н. Голицын, брат известного фаворита Александра I князя А.Н. Голицына.
В начале 1860-х годов усадьбу покупает Николай Алексеевич Некрасов. Он провел здесь десять летних сезонов (1861-1875), написал поэмы «Русские женщины», «Современники», стихотворения «Орина, мать солдатская», «Каллистрат» и другие, работал над «Кому на Руси жить хорошо».
5 декабря 1946 года было принято постановление Совета Министров СССР «О мероприятиях по увековечиванию памяти Н.А. Некрасова в связи со 125-летием со дня рождения». Ярославскому облисполкому поручили реставрировать усадьбу «Карабиха» и организовать в ней мемориальный музей Н.А. Некрасова, который стал филиалом краеведческого музея. 1 января 1989 года музей-усадьба Н.А. Некрасова был преобразован в Государственный литературно-мемориальный музей-заповедник Н.А. Некрасова «Карабиха» с филиалами в Абакумцево и Грешнево.
В 1999 году в одном из старинных зданий музея-усадьбы «поселились» литературные герои стихов великого русского поэта. «Музей Деда Мазая» — стал первым в Ярославской области интерактивным музеем для самых юных посетителей — детей от 5 до 12 лет. Музей был создан на средства гранта Президента РФ. 6 июля 2002 года после десятилетней реставрации был открыт Большой дом усадьбы.
«Карабиха» — единственная усадьба в Ярославской области, сохранившая свой первоначальный архитектурный облик. Она относится к числу усадеб дворцового типа, характерного для эпохи классицизма. Ансамбль усадьбы включает жилые и хозяйственные постройки, два старинных великолепных парка — регулярный и пейзажный, систему прудов с каскадом. Основной архитектурный ансамбль усадьбы состоит из главного дома и двух флигелей, ранее объединявшихся между собой двухэтажными галереями.
В Большом доме сохранились планировка и элементы оформления интерьеров, относящихся к концу 18 — началу 19 веков. Здания флигелей сохранили элементы более раннего периода, например, фрагменты барочных наличников и оконные проемы с полуциркульным завершением в Восточном флигеле, характерные для 17 — начала 18 века.
По территории были разбросаны многочисленные хозяйственные постройки: конный двор, оранжереи, людские, кузница и др. Нижний парк, спускавшийся по склону холма, был устроен в живописном, «английском» стиле, верхний — в геометрически строгом, «французском». В парке был пруд с традиционным островком уединения, в овраге по камням журчал ручей.
Ежегодно в первую субботу июля в Карабихе проходит традиционный Некрасовский праздник поэзии.