El Museo Nacional de Historia Natural es uno de los más antiguos de América; fue fundado el 14 de septiembre de 1830 por el sabio naturalista francés Claudio Gay, contratado por el gobierno de Chile para realizar un completo estudio sobre Chile y "formar un gabinete de Historia Natural, que contenga las principales producciones vegetales y minerales del territorio".
Desde el año 1876 ocupa el edificio de estilo Neoclásico, en el Parque Quinta Normal de Santiago, el que fuera construido por el arquitecto francés Paul Lathoud para la Primera Exposición Internacional realizada en 1875.

A Claudio Gay le sucedieron en la Dirección del Museo personajes con trascendencia en la vida nacional, y en especial, en el desarrollo de las Ciencias Naturales: Filiberto Germain, Rodulfo A. Philippi, su hijo Federico Philippi, Eduardo Moore, Ricardo Latcham, Enrique Gigoux, Humberto Fuenzalida, Grete Mostny, Hans Niemeyer, Luis Capurro, Alberto Carvacho, María Eliana Ramírez y Claudio Gómez (hasta la fecha).

En el año 1889 se crea la primera planta de funcionarios del Museo y, en el aspecto científico, aparecen las Secciones de Botánica, Zoología y Mineralogía, las que han ido variando desde esa época, de acuerdo con diversas vicisitudes y con el aumento del conocimiento científico especializado.

Hacia 1908 la planta del Museo estaba formada por un Director: Federico Philippi; cuatro Jefes de Sección (de Zoología, Bernardino Quijada; de Botánica, Carlos Reiche; de Entomología, Filiberto Germain; de Mineralogía, Miguel Machado), un naturalista auxiliar (Bernardo Gotschlich), un escribiente-bibliotecario (Raúl Arrieta), un disector, un mayordomo y dos porteros. Es en este año cuando apareció el primer volumen del Boletín del Museo Nacional, que aún se sigue editando como Boletín del Museo Nacional de Historia Natural.

En 1910 falleció Federico Philippi; su dirección fue fructífera para el Museo; continuó y amplió la obra de su ilustre padre y el Museo reforzó su posición de sólido cuerpo científico, vinculado con institutos similares de Europa, mediante el intercambio de material y publicaciones.

Su sucesor, el Dr. Eduardo Moore (1910-1927) impulsó un período de crecimiento para el Museo en su primera época: creó tres secciones nuevas: Antropología, Botánica criptogámica y Aracnología e Insectos dañinos. Creó además, la Estación Zoológica Marítima y el Museo Oceanográfico en San Antonio, que dependían del Museo Nacional de Santiago.

Pero hacia 1919, el Museo entra en un franco descenso fundamentalmente por problemas económicos: desaparecieron cargos, se suspendió la publicación del Boletín, se rebajaron categorías de cargos y sueldos y como golpe final, en abril de 1927, un terremoto destruyó el edificio.

En abril de 1928 es nombrado Director del Museo Ricardo Latcham; su fuerza de trabajo, junto con una adecuada gestión y entusiasmo hicieron que el Museo resurgiera con ímpetu. Se consiguieron fondos para la reconstrucción del edificio y para el fomento del Museo; reapareció el Boletín del Museo y en una nueva planta de personal hubo más jefaturas de secciones con mejores rentas. En 1929 se dictó una Ley según la cual el Museo pertenecería, en el futuro, a la nueva Dirección General de Bibliotecas, Archivos y Museos.

A la muerte de Latcham, en 1943, le sucedió Enrique Ernesto Gigoux, y cuando éste jubiló, en 1948, la Dirección del Museo recayó en Humberto Fuenzalida, que había sido Jefe de la sección Geología. Este Director creó una nueva sección, la de Hidrobiología, cuya jefatura asumió Nibaldo Bahamonde.

De aquí en adelante el Museo continuó con su desarrollo; bajo la Dirección de Grete Mostny Glasser, aumenta su personal, se crean nuevas unidades, se abre una nueva exhibición biogeográfica en el primer piso en 1982, y se establecen mayores relaciones internacionales. Paralelamente el Museo edita una biobibliografía que contiene más de 5.000 títulos, que corresponden a trabajos escritos por hombres y mujeres que en algún momento de su vida integraron su personal Biobibliografía 1830-1980. Ella testimonia hoy, parte de la contribución del Museo al avance cultural del país.

Posteriormente, suceden a Grete Mostny en la Dirección del Museo, Hans Niemeyer (1982-1990), Luis Capurro (1990-1995),Alberto Carvacho (1996-1999), María Eliana Ramírez (1999-2007) y Claudio Gómez (2007-hasta la fecha) quienes supieron mantener el prestigio de esta institución basado en su investigación científica, en su calidad como centro de depósito de las colecciones nacionales y en su labor de extensión a la comunidad.