С Указ № 39 от 1 август 1914 г. на цар Фердинанд І при Щаба на армията се създава Военноисторическа комисия. Малко по-късно е уточнен и състава й - музей, архив и библиотека.

Със заповед № 391 от 4 юли 1916 г. на Главнокомандващия Действащата армия, „...за да се съхранят за вечни времена всички предмети, свързани със събитията, които бележат най-важните страници на нашата военна история...” започва действителното комплектуване на колекциите на музея.

Военният музей е третата общонационална музейна структура след разделянето през 1906 г. на първия български Народен музей на два музея - Археологически и Етнографски.

Първата експозиция на Главния Военен музей е открита едва на 12 май 1937 г. на ул. Московска № 15, в сграда, отдадена му под наем от Софийското офицерско събрание. През 1949 г. музеят е преименуван в Централен музей на народната армия. През 1950-1951 г. Музеят е преместен на бул. Ген. Скобелев № 23, където през 1952 г. открива нова експозиция.

През 1956 г. филиал на музея става Военноморският музей в гр. Варна. Същата година започва работа първото реставрационно ателие.

След спогодба между правителствата на България и Унгария, през 1967 г. колективът на Военния музей създава единствения в чужбина Музей на Първа българска армия.

През 1968 г., с постановление на Министерския съвет на Народна Република България музеят получава статут на национална институция и променя името си - Национален военноисторически музей. Негови филиали стават Военноморският музей и Парк - музеят на бойната дружба Владислав Варненчик в гр. Варна.

От 1973 г. започва да излиза научно списание "Известия на Националния военноисторически музей". От 2001 г. излиза Годишник на Военноморския музей.