25 июля 1983 года Совет Министров БССР принял постановление о создании Республиканского музея природы и экологии Беларуси. 8 июля 1991 года издан приказ Министра культуры Белорусской ССР о создании в г. Минске Республиканского музея природы и экологии Беларуси на основе накопленных коллекций научно-природоведческого профиля Государственного музея БССР. Произошло выделение отдела природы Государственного музея БССР в самостоятельное юридическое лицо – Государственный музей природы и экологии Беларуси.

С февраля 1992 года Государственный музей природы Беларуси начал самостоятельную деятельность как структурная единица в Министерстве культуры Республики Беларусь. Экспозиционные площади составляли 450 метров квадратных. Постоянно действующая экспозиция состояла из 6 залов, посвященных природе Беларуси. Первым директором музея стал Николай Васильевич Синькевич. Сменил его на этом посту Алексей Николаевич Иодо, а в 2013 году директором стал Игорь Александрович Куракевич.

Направление деятельности музея – научно-исследовательское и научно-просветительское, сбор, хранение, инвентаризация и научное описание объектов природы. Целью музея стало сохранение и распространение знаний о природе Беларуси, охране окружающей среды, рациональному природопользованию и экологии.

В начале деятельности фондовые коллекции музея насчитывали не более 20 тысяч единиц хранения. Научный персонал был 8 сотрудников, общая численность работников музея составляла 16 человек, экскурсионное обслуживание велось по 6 темам, в первый год было принято более 40000 посетителей.

1 сентября 2014 года Государственный музей природы и экологии Беларуси приказом Министерства культуры преобразован в филиал "Музей природы и экологии" Национального исторического музея Республики Беларусь.

В настоящее время филиал имеет три выставочные площадки – в здании Национального исторического музея Республики Беларусь, в помещении по ул. М. Богдановича 9а и на ул. Казинца 117 (бывшее здание кинотеатра Электрон). Пять постоянных экспозиционных залов размещаются на улице К. Маркса. В выставочных залах по ул. М. Богдановича 9а и ул. Казинца 117 экспозиции регулярно обновляются.

Сегодня в филиале "Музей природы и экологии" работает 21 работник, из них 12 музейных специалистов. Фондовые коллекции насчитывают на данный момент более 42 тысяч единиц. Ежегодно музей посещает более 100 тысяч человек, проводится более 2700 экскурсий.