Музей був заснований зусиллями української інтелігенції наприкінці ХІХ століття як перший загальнодоступний музей Києва.
Будівля музею споруджена за проектом московського архітектора Петра Бойцова у неокласичному стилі. Доопрацьовував проект та керував роботами відомий київський зодчий Владислав Городецький. Скульптурне оздоблення фасаду виконано майстернею Еліо Саля.
Перша виставка з нагоди ХІ Всеросійського археологічного з’їзду відкрилася у недобудованому приміщенні Київського міського музею старожитностей і мистецтв у серпні 1899 року. Офіційне відкриття та освячення закладу, який здобув назву Київський художньо-промисловий та науковий музей імені государя імператора Миколи Олександровича, відбулося 30 грудня 1904 року.
1919 року після націоналізації музей став називатися 1-м Державним, з 1924 — Всеукраїнським історичним імені Тараса Шевченка, з 1936 — Державним українським, з 1939 — Державним музеєм українського мистецтва. Під час німецької окупації Києва у 1942 році музей був об’єднаний з колекцією російського мистецтва під загальною назвою Державний музей східноєвропейського мистецтва, 1944 року попередній статус музею було відновлено. У зміні назв музею відобразилися складні процеси життя країни та певні етапи становлення вітчизняної музейної справи. Зокрема, за назвами можна простежити, як змінювався профіль колекції, і як окремі частини первинної збірки відходили, аби стати підґрунтям для народження інших музеїв Києва.
Остання назва цієї інституції — Національний художній музей України — з’явилася 1994 року за часів незалежності української держави, що засвідчило найвищий статус музею як провідної колекції вітчизняного мистецтва, яка і нині залишається духовною скарбницею нашої країни, її гордістю та багатством.
