Pierwsze narodowe muzeum archeologiczne w Grecji zostało założone przez premiera Grecji Joanisa Kapodistriasa na Eginie w 1829. W kolejnych latach zbiory archeologiczne były przenoszone do różnych sal wystawowych aż do roku 1858, kiedy to został ogłoszony międzynarodowy konkurs na lokalizację i opracowanie koncepcji architektonicznej nowego muzeum[1].

Budowa obecnego muzeum rozpoczęła się w 1866 roku i została zakończona w 1889. Sfinansowano ją ze środków rządu greckiego, Greckiego Towarzystwa Archeologicznego i społeczeństwa Myken. Głównymi darczyńcami byli: Eleni Tositsa (przekazanie gruntów pod budowę muzeum) oraz Demetrios i Nikolaos Vernardakis z Petersburga, którzy wsparli budowę finansowo.

Początkowo muzeum nosiło nazwę Muzeum Centralne. Nazwa została zmieniona na obecną w 1881 roku przez premiera Grecji Charilaosa Trikupisa. Podczas II wojny światowej muzeum zamknięto, zaś eksponaty umieszczono w opieczętowanych skrzyniach i zakopano w celu uniknięcia ich zniszczenia i grabieży. W 1945 zbiory ponownie udostępniono.

W południowym skrzydle mieści się muzeum epigrafii z najbogatszą na świecie kolekcją inskrypcji. Muzeum inskrypcji rozbudowano w latach 1953-1960 według projektu Patroklosa Karantinosa[2].