Сначала NHM был отделом знаменитого Британского музея. Когда в 1881 году было открыто нынешнее здание NHM, он назывался Британским музеем (естественной истории) или BMNH. Его руководитель подчинялся директору Британского музея. Только в 1963 году НХМ стал полностью независимым, с собственным попечительским советом, и только в 1992 году ему было разрешено использовать свое нынешнее название.
В 1986 году музей поглотил соседний Геологический музей Британской геологической службы, который находится к северу от NHM. Галереи музея были полностью перестроены и вновь открыты в 1996 году под названием "Галереи Земли", а выставки в здании Уотерхауса были переименованы в "Галереи жизни". Минералогические экспозиции Музея естественной истории остались практически без изменений, являясь примером экспозиции 19 века в глубине здания Уотерхауса.
Недавно построенный Дарвиновский центр (названный в честь Чарльза Дарвина) задуман как новый дом для коллекции музея, насчитывающей десятки миллионов сохранившихся образцов, и новые рабочие помещения для научных сотрудников музея. Построенный в два этапа, с двумя новыми зданиями, примыкающими к основному зданию Уотерхаус, он является самым важным новым проектом в истории музея.
