Музей основан в 1791 году как «кабинет натуральной истории» при Императорском Московском университете. Первая опись коллекций была выполнена Г. И. Фишером в 1806—1807 годах.
C 1866 года музей стал общедоступным. Здание музея на Большой Никитской построено в 1892—1902 годах по проекту К. М. Быковского.
В 30-е годы XX века музей введён в состав Биофака МГУ.