Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ được thành lập năm 1869 với cơ sở ban đầu là tòa nhà Arsenal nằm tại Central Park. AMNH ra đời nhờ nỗ lực vận động của nhà khoa học Louis Agassiz thuộc Đại học Harvard, người đã thuyết phục thành công thống đốc New York John Thompson Hoffman ký quyết định thành lập bảo tàng vào ngày 6 tháng 4 năm 1869.[3] Tới năm 1877 AMNH được chuyển về địa điểm hiện nay với tòa nhà chính được xây dựng từ năm 1874 đến 1877 theo thiết kế kiểu Gothic của Calvert Vaux và J. Wrey Mould.[4] Sau đó bảo tàng còn tiếp tục được mở rộng nhiều lần cho tới thập niên 1930.

Được thành lập từ năm 1880, thư viện của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ hiện lưu giữ trên 450.000 tài liệu khác nhau trong đó có nhiều tài liệu có từ thế kỷ 15 thuộc vào loại hiếm nhất trên thế giới.[5]