Зграда Народног музеја налази се у центру Београда, на главном градском тргу, Тргу Републике. Подигнута је 1903. године за Управу фондова, по пројекту архитеката Андре Стевановића и Николе Несторовића. Здање представља репрезентативан пример монументалних јавних палата с краја 19. и почетка 20. века. Конципирана је у духу академског еклектицизма са доминацијом неоренесансних елемената. Украсне декорације на фасадама и у унутрашњости здања радио је Фрања Валдман. Данашњи Атријум (некадашња Шалтер-сала) и део зграде према улици Лазе Пачуа, дограђени су 1930. године. Зграда је током Другог светског рата претрпела знатна оштећења у бомбардовању а након рата је обновљена, али без централног кубета.
Народни музеј у Београду је 1950. године добио ову зграду на коришћење и коначно сместио своје збирке, које су се од оснивања Музеја, 1844. године, селиле једанаест пута. Свечано отварање за јавност, у новом простору, уприличено је 23. маја 1952. године.
Шездесетих година 20. века, залагањем управника музеја, др Лазара Трифуновића, обављени су опсежни конзерваторско-рестаураторски радови и згради је враћен првобитни изглед са кубетом. У ентеријеру је изврше55на адаптација за потребе Народног музеја, чиме су делимично задовољене тадашње потребе институције. Радови су изведени према нацртима архитеката Александра Дерока, Петра Анагностија и Зорана Петровића.
Зграда Народног музеја у Београду је заштићена као културно добро од великог значаја за Републику Србију.
Локације музеја и музејских збирки кроз историју:
- 1844. Зграда Министарства просвете (тада Попечатељства просвештења), преко пута Патријаршије, иза конака кнегиње Љубице
- 1848. Топчијска касарна, данас простор између Немањине и Сарајевске улице
- 1861. Зграда Управе просвете, поред Вазнесењске цркве, у улици Краљице Наталије
- 1863. Здање мајора Мише Атанасијевића
- 1891. Приватне куће на Краљевом тргу, на месту данашњег Филолошког факултета, кућа мајора Мише Анастасијевића и кућа браће Величковић
- 1898. Кућа Стевче Михаиловића, на углу улица Кнеза Милоша и Бирчанинове, на месту данашњег Генералштаба
- 1916. Зграда Врачарске штедионице, на углу улица Краља Милана и Кнеза Милоша
- 1922. Кућа Раше Милошевића, у улици Кнеза Милоша 58, данашњи потез између амбасада Хрватске и Немачке
- 1929. Конак кнегиње Љубице
- 1935. Зграда Новог двора, данас зграда Скуштине града Београда
- 1948. Зграда Берзе рада на Студентском тргу 13