行政命令于1961年成立国家科学奖章委员会，该委员会由美国国家科学基金会管理。1979年，美国科学促进会建议将奖项扩大到社会及行为科学。第一次国家科学奖章由肯尼迪总统于1963年2月18日颁发给加州理工学院喷气推进实验室的西奥多·冯·卡门以表彰他在火箭科学的贡献。虽然国会法令86-209规定每年可以有20人领取奖章，但实际上每年约12-15人获得。另外有的年份没有颁奖，1962年至2004年间已有6年没有颁奖。截至2006年2月13日，已有425人获此荣誉。