Le NHM était au départ un département du célèbre British Museum. Lorsque le bâtiment actuel du NHM a été ouvert en 1881, il s'appelait alors le British Museum (Natural History) ou BMNH. Son chef dépendait du directeur du British Museum. Ce n'est qu'en 1963 que le NHM est devenu totalement indépendant, avec son propre conseil d'administration, et ce n'est qu'en 1992 qu'il a été autorisé à utiliser son nom actuel.
En 1986, le musée a absorbé le musée géologique adjacent du British Geological Survey, qui se trouve juste au nord du NHM. Les galeries du musée ont été entièrement reconstruites et relancées en 1996 sous le nom de The Earth Galleries, les expositions du bâtiment Waterhouse étant rebaptisées The Life Galleries. Les expositions de minéralogie du musée d'histoire naturelle sont restées largement inchangées, à l'instar de l'exposition du XIXe siècle qui se trouvait dans le bâtiment Waterhouse.
Le nouveau Centre Darwin (nommé d'après Charles Darwin) est conçu comme un nouveau foyer pour la collection du musée de dizaines de millions de spécimens préservés, et de nouveaux espaces de travail pour le personnel scientifique du musée. Construit en deux phases, avec deux nouveaux bâtiments adjacents au bâtiment principal de Waterhouse, c'est le nouveau projet le plus important de l'histoire du musée.
