Durante el siglo XIX, el Patrimonio de la Corona fue abriendo progresivamente varios museos en los cuales se exponían los más preciados bienes que habían ido coleccionando los monarcas a lo largo de los siglos.

[4]​ El inicio de la Guerra Civil paralizó el proyecto, que fue retomado, aunque sin concretarse, en 1950 y 1980.

No obstante, el concurso fue recurrido, y en 2002, la Audiencia Nacional obligó a su repetición.

También se fabricaron en el mismo granito peldaños macizos, vierteaguas, tapas de grandes dimensiones y remates a medida.

[16]​[17]​ A lo largo de estos años, el plan museográfico también ha sufrido importantes modificaciones.

[26]​ Entre las 650 piezas, entre pinturas, mobiliario y maquetas que se exponen en el Museo de forma permanente o temporal destacan:

Además, la colección expone otras obras destacadas, como acuarelas atribuidas a Durero o tapices de Goya.

[29]​ La familia de Juan Carlos I, gran retrato colectivo pintado por Antonio López García, iba a incluirse en el nuevo museo, pero se ha decidido que permanezca en el Salón de Alabarderos del vecino Palacio Real.