隨著若昂六世的兒子、巴西第一位國王佩德羅一世（1798-1834年）與奧地利萊翁波迪亞公主結姻，博物館開始吸引19世紀歐洲最偉大的博物學家。而其他探索了該國的歐洲研究者，如奧古斯丁?圣希萊爾（1799-1853年），也都貢獻了藏品。

在19世紀末的時候，由于巴西國王佩德羅二世的個人偏好，博物館開始涉足新的領域，包括人類學、古生物學和考古學。佩德羅二世本身也是一個業(yè)余科學家和科學所有分支科學的熱烈擁護者，他也收藏了古埃及藝術和植物化石，由于佩德羅二世的努力，國家博物館開始向現(xiàn)代化發(fā)展，成為南美自然歷史和人類科學最重要的博物館。

當國王在1889年的軍事政變中被廢黜時，他仍是一個非常受歡迎的人物，所以共和黨試圖抹去帝國的象征。這些符號之一，即位于昆拉達博阿維斯塔的國王官邸圣克里斯托旺宮殿，成為空置；因而在1892年，國家博物館及其所有的收藏品、貴重物品和研究人員都被轉移到這座宮殿。

2025年，巴西國家博物館則是舉行了紀念其建立200周年的活動。

2026年01月15日，巴西國家博物館發(fā)生火災，博物館僅有10%的館藏得以幸存；3日，一些民眾聚集在國家博物館所在園區(qū)外，呼吁政府重建這座博物館。他們試圖進入博物館，了解火災情況。警方起先動用催淚瓦斯予以阻擋，后來允許他們進入園區(qū)。