La création de la galerie historique, de la galerie des batailles et de la galerie des croisades est décidée le 1er septembre 1833 par Louis-Philippe, pour former un nouveau musée. Après les travaux des architectes Frédéric Nepveu et Pierre-François-Léonard Fontaine, le musée de l'Histoire de France est inauguré le 10 juin 1837.
Les aménagements définitifs ainsi qu'un premier catalogue sont réalisés sous Napoléon III. En 1870 et 1871, l'activité du musée est suspendue, à cause de l'occupation prussienne et de la Commune de Paris qui voit l'installation de l'assemblée nationale et des ministères à Versailles. Il faudra attendre 1879 pour voir le départ des derniers organes étatiques, notamment le Sénat, à Paris. Devenu conservateur du château en 1892, Pierre de Nolhac redéploie les collections dans les nouveaux espaces. Cette action est poursuivie par ses successeurs et de nombreux ensembles chronologiques sont ouverts : salles du XVIIème siècle (1970) ; salles du XVIIIème siècle (1970 et 1985) ; salles Empire (1958 et 1970) ; salles 1814-1919 (années 1980).