เมื่อปี พ.ศ. 2415 ได้มีการก่อตั้ง "พิพิธภัณฑสถานธรรมชาติวิทยา" แห่งแรกของประเทศไทย โดยพระราชประสงค์ของพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ซึ่งดำเนินงานโดย นายเฮนรี่ อลาสบาเตอร์ แต่ด้วยการดูแลรักษาที่ยาก และยังไม่มีผู้ที่สนใจค้นคว้า วิจัย ประกอบกับ ในช่วงเวลานั้น ทรัพยากรธรรมชาติมีความอุดมสมบูรณ์มาก จึงทำให้พิพิธภัณฑสถานธรรมชาติวิทยาแห่งแรกนั้นเสื่อมสลายลง

ต่อมา ได้มีการจัดตั้งพิพิธภัณฑสถานธรรมชาติวิทยาขึ้น ณ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ในปี พ.ศ. 2497 โดย สมาคมวิทยาศาสตร์แห่งประเทศไทยในพระบรมราชูปถัมภ์ แต่ได้ยกเลิกไป และในปี พ.ศ. 2530 ได้มีการจัดตั้งพิพิธภัณฑสถานธรรมชาติวิทยาขึ้นมาอีกครั้ง ณ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เพื่อเป็นการเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ในวโรกาสที่ทรงเจริญพระชนมายุครบ 5 รอบ และฉลองครบรอบ 70 ปีของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยได้รับพระมหากรุณาธิคุณจากสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จพระราชดำเนินประกอบพิธีเปิด ในวันที่ 25 พฤศจิกายน พ.ศ. 2530

อนึ่ง ตัวอย่างบางสิ่งที่หลงเหลืออยู่และยังคงเก็บรักษาไว้ จากพิพิธภัณฑ์แห่งเดิมนั้น ได้รับการบูรณะและนำมาจัดเก็บ ณ พิพิธภัณฑ์แห่งนี้ด้วย