Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam được thành lập theo Nghị định 27/NĐ-CP, ngày 16/01/2004 (và được thay thế bằng Nghị định 108/NĐ-CP, ngày 25/12/2012) của Chính phủ. Chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bảo tàng được quy định tại Quyết định số 305/QĐ-KHCNVN, ngày 10/03/2006 (và được thay thế bằng Quyết định số 261 QĐ-VHL, ngày 26/02/2013) của Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 

Đến nay, tuy còn nhiều khó khăn, nhưng được sự quan tâm của Đảng, Nhà nước, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và sự giúp đỡ của các bộ, ngành, địa phương, cơ quan, bảo tàng, tập thể và các cá nhân trong và ngoài nước, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam đã từng bước phát triển và đạt được nhiều thành tích trong nghiên cứu, sưu tầm, bảo quản và chế tác, thiết kế và trưng bày các mẫu vật về thiên nhiên Việt Nam. Phòng Trưng bày Tiến hóa sinh giới, phòng trưng bày đầu tiên của Bảo tàng đã mở cửa từ 15/5/2014 để phục vụ công chúng và khách thăm quan.