L'NHM era all'inizio un dipartimento del famoso British Museum. Quando l'attuale edificio del NHM fu aperto nel 1881, si chiamava allora British Museum (Natural History) o BMNH. Il suo capo riferiva al direttore del British Museum. Solo nel 1963 il NHM divenne completamente indipendente, con un proprio consiglio di amministrazione, e solo nel 1992 gli fu permesso di usare il suo nome attuale.
Nel 1986, il museo ha assorbito l'adiacente Museo Geologico del British Geological Survey, che si trova appena a nord del NHM. Le gallerie del museo furono completamente ricostruite e rilanciate nel 1996 come The Earth Galleries, con le mostre nell'edificio Waterhouse ridenominate The Life Galleries. Le esposizioni di Mineralogia del Museo di Storia Naturale rimangono in gran parte invariate come esempio del display del 19° secolo profondo Ls dell'edificio Waterhouse.
Il nuovo Darwin Centre (dal nome di Charles Darwin) è stato progettato come una nuova casa per la collezione del museo di decine di milioni di esemplari conservati, e nuovi spazi di lavoro per il personale scientifico del museo. Costruito in due fasi, con due nuovi edifici adiacenti all'edificio principale Waterhouse, è il più importante nuovo progetto nella storia del museo.