Впервые Дворец пионеров открыл свои двери в Сталинграде в 1936 году, став первым подобным учреждением в России и вторым по счёту в Советском Союзе. Он расположился в здании, которое ранее принадлежало купцу Воронину и служило горкомом партии. Это здание отличалось особой роскошью и стало основой для современного детско-юношеского центра Волгограда. Для создания комфортных условий для детей была проведена масштабная реконструкция стоимостью около миллиона рублей. Из 180 комнат для пионеров и октябрят оставили лишь 38, но они занимали самую большую площадь и были отделаны дорогими материалами — орехом, дубом и мрамором. В процессе ремонта сносились перегородки, заделывались дверные проёмы, чтобы создать просторные и удобные помещения.
Здание имело три этажа, каждый из которых был предназначен для разных направлений работы с детьми. На первом этаже разместились кабинеты техники, фотографии и авиамоделирования. Второй этаж отдали под большую библиотеку и игровые комнаты, а на третьем расположились музыкальные классы, балетная студия и кружки художественного шитья. Особое внимание уделялось интерьеру — в некоторых залах восстановили оригинальные орнаменты и скульптурные барельефы. Первоначально предполагалось, что дворец сможет принимать до 1200 детей в две смены. Позже это учреждение признали одним из лучших в Поволжье и в стране, уступая лишь московским, ленинградским и харьковским дворцам пионеров.
Официальное открытие состоялось 17 мая 1936 года, и с тех пор здание наполнялось детскими голосами и смехом. Однако во время Сталинградской битвы дворец был разрушен и не восстановлен.
Несмотря на разрушение здания, деятельность дворца не прекратилась. Кружки и секции продолжали работать, переехав в различные помещения города — школы, музыкальный техникум, радиостудию. Рукодельницы шили бельё для госпиталей, химики занимались фасовкой медикаментов и перевязочных средств, а типография печатала повестки для призыва на фронт. Симфонический оркестр дворца, заменяя ушедших на фронт музыкантов, выступал на городском радио, поддерживая боевой дух жителей.
Первым директором дворца был назначен Самуил Львович Зайцев, бывший заведующий клубом имени А. М. Горького на Сталинградском тракторном заводе.
С середины 1937 года директором утверждается талантливый детский работник и организатор внешкольного воспитания Вениамин Иосифович Нколаевский. Он работал до середины 1962 года.