1912年7月9日，中国国家博物馆的前身“国立历史博物馆筹备处”成立，以国子监为馆址。1918年以端门至午门的原建筑为馆址。
1926年10月1日，定名为国立历史博物馆，正式对外开放。
1949年10月，改名为北京历史博物馆，隶属中央人民政府文化部。
1950年3月，成立中央革命博物馆筹备处。设址在北海团城，不久迁入故宫西华门武英殿。
1958年8月，中共中央北戴河会议决定筹建中国历史博物馆和中国革命博物馆。
1958年10月，在天安门广场东侧修建新馆，1959年10月建成为建国十周年十大建筑之一。1959年10月1日，“中国通史陈列”在新馆公开预展。
1969年9月，中国历史博物馆和中国革命博物馆合并，称中国革命历史博物馆。
1983年初，分设为中国历史博物馆和中国革命博物馆。
2003年2月，在中国历史博物馆和中国革命博物馆两馆基础上正式组建中国国家博物馆。
2007年3月，中国国家博物馆改扩建工程正式动工。
2010年12月，中国国家博物馆改扩建工程竣工。
2011年3月，中国国家博物馆新馆陆续开放。