Bere eraikuntza, 1866an hasi eta 1889an amaitu zen, gobernu greziarrak, elkarte arkeologikoak eta mezenasen elkarteak emandako funtsen bidez. Ludwig Lange arkitektoaren jatorrizko planoa, ondoren Panages Kalkosek, Harmodios Vlachosek eta Ernst Zillerrek aldatu zuten. Eraikina, 1939an hedatu zen, bigarren solairu bat erantsiz.

Erreformarik berrienak, urte eta erdi iraun zuen, garai horretan, museoa itxita egon zelarik, ateak, berriz, 2004ko uztailean irekiz, 2004ko Atenasko Udako Olinpiar Jokoak ospatuko ziren garaian. Erreformak, eraikinean berrikuntza tekniko eta estetikoak, bildumaren berrantolaketa eta 1999an gertatutako lurrikarak eragindako kalteen konponketa barne hartu zituen.