El museu va ser establert el 2003 per la fusió dels dos museus separats que havien ocupat el mateix edifici des de 1959: el Museu de la Revolució Xinesa a l'ala nord -originari de l'Oficina del Museu Nacional de la Revolució fundada el 1950 per preservar el llegat de la revolució de 1949- i el Museu Nacional d'Història de la Xina a l'ala sud -amb orígens tant al Museu de Pequín Història Nacional, fundat el 1949, i l'Oficina preliminar del Museu Nacional d'Història, fundada el 1912, amb la tasca de salvaguardar el gran llegat històric de la Xina-.[1]

L'edifici va ser acabat el 1959 com un dels deu grans edificis que celebraven el desè aniversari de la fundació de la República Popular de la Xina. Es va complementar amb el contrari Gran Saló del Poble, que va ser construït al mateix temps. L'estructura s'estableix sobre 6,5 hectàrees i té una longitud frontal de 313 metres, una alçada de quatre plantes d'un total de 40 metres, i una amplada de 149 metres, el frontal mostra onze pilars quadrats en el seu centre.[2]

Després de quatre anys de renovació, el museu va reobrir el 17 de març de 2011, amb 28 noves sales d'exposicions, més del triple de l'espai de l'exposició anterior, i amb instal·lacions per a exposicions d'art i d'emmagatzematge. Té una superfície total de quasi 200 000 m² per a exposicions.[3][1]Les renovacions van ser dissenyats per la firma alemanya Gerkan, Marg and Partners.[4]