การจัดตั้งพิพิธภัณฑ์ในประเทศไทยนั้นเริ่มขึ้นในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว โดยพระองค์ทรงจัดตั้งพิพิธภัณฑ์ส่วนพระองค์ขึ้นที่พระที่นั่งราชฤดีซึ่งตั้งอยู่บริเวณด้านข้างของพระที่นั่งอมรินทรวินิจฉัย ต่อมา เมื่อพระองค์ทรงสร้างพระอภิเนาว์นิเวศน์ขึ้นภายในพระบรมมหาราชวัง จึงโปรดฯ ให้ย้ายโบราณวัตถุและของแปลก ๆ มาไว้ยังพระที่นั่งประพาสพิพิธภัณฑ์ในหมู่พระอภิเนาว์นิเวศน์ ซึ่งนับเป็นพิพิธภัณฑ์ส่วนพระองค์ หรือ “รอยัล มิวเซียม” (Royal Museum) มิได้เปิดให้ประชาชนทั่วไปเข้าชม[4][5]

ต่อมา ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว พระองค์ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้จัดตั้งพิพิธภัณฑสถานสำหรับพระนครขึ้นที่หอคองคอเดีย (ศาลาสหทัยสมาคม ในปัจจุบัน) เรียกว่า "มิวเซียม" หรือ "พิพิธภัณฑสถานหอคองคอเดีย" โดยมีพิธีเปิดเมื่อวันที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2417 ซึ่งนับเป็นวันกำเนิดของพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติแห่งแรกของประเทศไทย[6] พิพิธภัณฑสถานตั้งอยู่ภายในพระบรมมหาราชวังเป็นเวลา 13 ปี จนกระทั่ง กรมพระราชวังบวรวิไชยชาญเสด็จทิวงคต พร้อมกันนั้นพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดฯ ให้ยกเลิกตำแหน่งกรมพระราชวังบวรสถานมงคล เป็นเหตุให้พระราชวังบวรสถานมงคล หรือ วังหน้า ว่างลง พระองค์จึงโปรดฯ ให้ย้ายพิพิธภัฑสถานมาจัดแสดงโดยใช้พื้นที่ของพระราชวังบวรฯ บางส่วน ได้แก่ พระที่นั่งศิวโมกขพิมาน พระที่นั่งพุทไธสวรรย์ และพระที่นั่งอิศราวินิจฉัย ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2430[7] นอกจากนี้ พระองค์ยังโปรดฯ ให้มีการปรับปรุงพื้นที่เขตวังหน้าและให้ตัดพื้นที่บางส่วนไปใช้ในราชการทหารด้วย

ครั้งถึงรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว เจ้านายฝ่ายกรมพระราชวังบวรฯ เหลือน้อยพระองค์ พระองค์จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้เจ้านายฝ่ายพระราชวังบวรฯ เข้าไปประทับในพระบรมมหาราชวัง และพระราชทานพระมหามณเฑียร ณ ขณะนั้นให้เป็นโรงทหาร จนถึงรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว พระองค์โปรดฯ ให้ย้ายโรงทหารไปอยู่ที่วังจันทรเกษม (บริเวณกระทรวงศึกษาธิการ ในปัจจุบัน) ส่วนพระราชมณเฑียรของพระราชวังบวรฯ ทั้งหมดจัดเป็นพิพิธภัณฑสถานสำหรับพระนครและหอสมุดพระวชิรญาณเพื่อจัดตั้งเป็น พิพิธภัณฑสถานสำหรับพระนคร เมื่อ พ.ศ. 2469[3] ต่อมาได้เปลี่ยนชื่อเป็น พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ พระนคร เมื่อ พ.ศ. 2477

ในปี พ.ศ. 2510 ได้สร้างอาคารเพิ่มขึ้นอีก 2 หลัง คือ "อาคารมหาสุรสิงหนาท" ปัจจุบัน จัดแสดงความเป็นมา ศิลปวัตถุ โบราณวัตถุในสมัยก่อนประวัติศาสตร์ และในยุคประวัติศาสตร์ตั้งแต่อาณาจักรทวารวดี ศรีวิชัย ลพบุรี ตลอดจนอิทธิพลอารยธรรมอินเดียสมัยก่อนพุทธศักราช 1800 และ "อาคารประพาสพิพิธภัณฑ์" ปัจจุบัน จัดแสดงศิลปวัตถุจากอาณาจักรล้านนา สุโขทัย อยุธยา และรัตนโกสินทร์ ตลอดจนจัดแสดงงานประณีตศิลป์ของกรุงรัตนโกสินทร์