El museo fue inaugurado el 4 de Mayo de 1887 en un edificio ahora inexistente. El actual museo fue propiedad de el naturalista alemán Alexander Von Frantzius este inmueble fue construido en 1870.
Luego fue adquirido por el educador Mauro Fernández en 1876. Entre 1910 y 1914 este estuvo en abandono hasta que fue comprado por el gobierno de
Costa Rica para albergar al ejército. Con la compra de esté se llevo a cabo una remodelación extensa de la que sobrevivio poco de la casa original (parte de la casa de los comandantes).
Este edificio de diseño neocolonial, originalmente fue la Antigua terminal del Aeropuerto de la Sabana construido con base en el diseño de el arquitecto José María Barrantes Monge y fue edificado entre 1938 y 1940 bajo la dirección del ingeniero Luis Paulino Jiménez Montealegre.
El museo durante su construcción a finales de 1939, foto de Antonio Cardiel
Funcionó como tal hasta 1955 cuando el aeropuerto es cerrado definitivamente.
Fue restaurado entre 1977 e inicio de 1978 para convertirse en el museo que fue inaugurado el 3 de abril de 1978.
Fue declarado patrimonio el 11 de Diciembre de 1986 mediante el decreto 17338-C.
Entre sus características más sobresalientes destaca el Salón Dorado, que solía ser el Salón Diplomático y en el que se observa un bajo relieve en estuco y pintado color bronce hecho por el escultor y orfebre francés Luis Féron Parizot (1901-1998). En este se puede ver el desarrollo de la historia de Costa Rica desde la colonia hasta 1940.
