W 1801 roku otwarto Świątynię Sybilli w Puławach – prywatne muzeum założone przez księżną Izabelę Czartoryską, małżonkę księcia Adama Kazimierza Czartoryskiego.

Zbiory puławskie uległy częściowemu rozproszeniu i zniszczeniu po upadku powstania listopadowego i konfiskacie majątku Czartoryskich przez Rosjan, większość jednak udało się uchronić i następnie przewieźć do Paryża do Hôtelu Lambert. W 1870 roku książę Władysław Czartoryski zdecydował o przeniesieniu zbiorów do Krakowa, gdzie ostatecznie trafiły w roku 1876. W tym samym roku Czartoryscy przekazali również swój wielki księgozbiór do użytku publicznego w Krakowie (Biblioteka Czartoryskich).

Muzealne zbiory Czartoryskich początkowo zostały umieszczone w Arsenale Miejskim, który został przekazany na cele muzealne przez władze miejskie. Następnie ks. Władysław Czartoryski zakupił wschodnią część klasztoru Pijarów (tzw. klasztorek pijarski) i trzy kamienice na rogu ulic Pijarskiej i św. Jana, które zostały scalone i przekształcone w jednolitą budowlę pałacową przez architektów: Alberta Bitnera, Wandalina Beringera i Zygmunta Hendla. Przebudowa miała miejsce w l. 1879–1901. W jej wyniku powstała rezydencja z attyką i renesansowym dziedzińcem ozdobionym kolumnadą. Przebudowy pałacu na muzeum dokonał Maurycy Ouradou, uczeń Viollet le Duca. Architekt ten zaprojektował fasady od strony ul. Pijarskiej i od strony baszty Pasamoników oraz ozdobiony herbami kryty ganek przerzucony nad ul. Pijarską, łączący budynek główny pałacu z „klasztorkiem” i dalej z Arsenałem oraz z częścią murów miejskich z basztami Stolarską i Ciesielską. W ten sposób powstał zespół pałacowo-muzealny.

Samo Muzeum Książąt Czartoryskich zostało otwarte w 1880 roku i początkowo zajmowało tylko część pomieszczeń późniejszego kompleksu muzealnego[1]. Przez 42 lata kustoszem był Bolesław Biskupski[2]. Po wybuchu II wojny światowej najcenniejsza część zbiorów została ewakuowana i ukryta w pałacu w Sieniawie. 16 lub 17 września Niemcy dowiedzieli się o kryjówce i rozpoczęli grabież. Rozbili skrzynie i wyrzucili na ziemię schowane w nich dzieła sztuki. Wówczas bezpowrotnie przepadły 64 obiekty ze Szkatuły Królewskiej, 156 obiektów złotnictwa starożytnego, 104 obiekty złotnictwa nowożytnego oraz 375 złotych monet[3]. Przez całą niemiecką okupację Krakowa grabież była kontynuowana. Po wojnie dzięki staraniom Polski Ludowej większość eksponatów odzyskano. Jednak do zaginionych należy m.in. obraz Portret młodzieńca, przypisywany Rafaelowi. W 1950 roku Muzeum Czartoryskich zostało włączone do krakowskiego Muzeum Narodowego jako jeden z jego oddziałów. Ze względu na brak podstaw prawnych do przejęcia ruchomego majątku Czartoryskich, nie dokonano formalnej nacjonalizacji zasobów i status własnościowy kolekcji i budynków pozostał nieuregulowany[4].

W 1991 roku ówczesny minister kultury, Marek Rostworowski (który wcześniej był wieloletnim kuratorem kolekcji Czartoryskich z ramienia Muzeum Narodowego w Krakowie), postanowił uporządkować status prawny Muzeum. Z inicjatywy Adama Karola Czartoryskiego, utworzono Fundację Książąt Czartoryskich, która przejęła w imieniu prawowitych właścicieli pieczę nad zbiorami, pozostawiając je jednocześnie pod techniczną i kuratorską opieką Muzeum Narodowego. Zgodnie ze statutem Prezesem Fundacji miał pozostawać każdorazowo dyrektor Muzeum Narodowego w Krakowie, w 2004 Rada Fundacji zmieniła jednak statut i powierzyła prezesurę Adamowi Zamoyskiemu, który sprawował ją aż do 2011 roku[5].

11 stycznia 2010 roku rozpoczęto gruntowny remont muzeum i od tego czasu placówka była zamknięta do końca 2019 roku[6].

23 grudnia 2016 zarząd Fundacji Książąt Czartoryskich podał się do dymisji. Ówczesny prezes zarządu Marian Wołkowski-Wolski decyzję tę tłumaczył utratą zaufania do fundatora. W rozmowie z PAP przybliżył opinii publicznej, że prowadzone wówczas negocjacje dotyczące sprzedaży zbiorów odbywały się bez wiedzy zarządu Fundacji[7]. Nowymi członkami zarządu Fundacji zostali Jan Lubomirski-Lanckoroński i Maciej Radziwiłł. 29 grudnia 2016 roku Fundacja Książąt Czartoryskich podpisała umowę o przekazaniu Skarbowi Państwa całej kolekcji Czartoryskich oraz nieruchomości w Krakowie za kwotę 100 mln euro[8]. W czerwcu 2017 roku zbiory w całości zostały przekazane do krakowskiego Muzeum Narodowego[6].

Od 20 grudnia 2019 roku w Muzeum Książąt Czartoryskich ponownie można obejrzeć kolekcję pamiątek narodowych i dzieł sztuki, takich jak Damę z gronostajem Leonarda da Vinci czy Krajobraz z miłosiernym Samarytaninem Rembrandta[9]. Dziedziniec został nakryty przeszklonym dachem, a dzięki adaptacji oficyn pałacu przestrzeń ekspozycyjna zwiększyła się o jedną trzecią[10]. Trwający blisko 10 lat remont i opracowanie nowej ekspozycji zostały sfinansowane ze środków unijnych i środków Ministerstwa Kultury i Dziedzictwa Narodowego[10].