Nationalmuseum har sina rötter i det 1792 grundade Kungliga Museum, som bildades för att förvara och visa upp den kungliga konstsamlingen. Initiativet togs av tillskyndare till upplysningstidens ideal efter mordet på Gustav III, i syfte att göra de sköna konsterna tillgängliga för allmänheten. Samlingarna växte stadigt genom donationer, krigsbyten och statliga inköp, vilket snart gjorde lokalerna på Stockholms slott otillräckliga för ändamålet.

För att hysa de växande samlingarna uppfördes den nuvarande museibyggnaden på Blasieholmen efter ritningar av den tyske arkitekten Friedrich August Stüler. Byggnaden, som stod färdig och invigdes 1866, uppfördes i renässansstil med tydliga förebilder i norra Italiens palatsarkitektur. Dess monumentala yttre och ljusa, rymliga salar skapade en europeisk ram för det nordiska kulturarvet och internationella mästerverk.

Under 1900-talet genomgick Nationalmuseum flera omfattande moderniseringar och utvidgningar för att möta nya krav på konservering, forskning och pedagogisk verksamhet. Institutionen ansvarar inte bara för de fasta samlingarna av måleri, skulptur och konsthantverk från 1500-talet till sekelskiftet 1900, utan förvaltar även ett omfattande nätverk av utitiska och historiska miljöer runt om i landet.

År 2018 öppnade museet åter efter en omfattande femårig renovering som återställde ursprungliga siktlinjer och färgställningar samtidigt som den tekniska infrastrukturen uppdaterades. Idag fungerar Nationalmuseum som en central knutpunkt för konsthistorisk forskning och publik verksamhet, där äldre mästerverk som verk av Rembrandt och Alexander Roslin möter den moderna tidens publik.