1958年8月,中共中央政治局北戴河会议决定在北京新建军事博物馆。9月,中央军委会议讨论通过在北京兴建军事博物馆的决定。10月,动工兴建。1959年3月,经中共中央军事委员会批准,正式定名为中国人民革命军事博物馆。1960年8月1日,中国人民革命军事博物馆正式对外开放。1960年5月13日,总后勤部军械部向中国人民革命军事博物馆移交武器、器材、弹药1525件。1962年夏,毛泽东主席为军博题写馆名。军博报总政副主任肖华并中央军委秘书长、总参谋长罗瑞卿同意,请毛泽东主席为军博题写馆标。毛主席欣然同意,在6页信笺纸上写下“中国人民革命军事博物馆”11个大字。8月1日,中国人民革命军事博物馆正式对外开放。共有红军馆、抗日馆、解放馆、抗美援朝馆、现代馆、兵器馆、民兵馆、礼品馆、综合馆。1964年10月1日《中国人民革命军事博物馆工作条例(草案)》颁布。分为“总则”、“组织”、“工作职责”、“工作制度”、“工作作风”、“工作方法”五个部分。1965年8月,军博鉴定出馆藏一级文物936件,其中红军馆229件,抗日战争馆206件,解放战争馆263件,抗美援朝馆159件,保卫社会主义建设馆62件,兵器馆17件。1967年1月中旬,因受“文化大革命”的冲击,军博闭馆。1969年10月18日,军博重要文物装170箱,转移至总后西安办事处所属灵宝基地兵站321仓库。1970年10月13日,军博按试行编制组建领导机构,取代“革委会”。周础任政委,耿学文任副馆长。并建立临时党委。馆下属共3个处级单位:政治部、管理处、陈列宣传处。1974年6月,军博报总政治部,建议将1969年转移到河南321仓库的文物运回北京。6月7日,总政治部报中央军委,6月11日,军委副主席叶剑英等批准。7月14日晨,将存放于该兵站仓库的95箱革命历史文物安全运回北京。1975年10月29日,军博历史综合馆(原综合馆之改称。因其缺少建国后的内容)开始内部预展。1977年4月,《毛泽东主席纪念展览》经华国锋、叶剑英、汪东兴等领导人批准,进行内部展出。同时对内开放的还有已陈列就绪的3个历史分馆。1979年,经中央军委批准,中国第一颗人造地球卫星“东方红1号”、第一颗返回式卫星“尖兵1号”及其返回舱,由国防科工委交军博收藏。1980年7月31日,军博报总政批准,结束毛主席纪念展览(已展出3年半)。1981年7月,军博历史综合馆撤除。1982年3月,中国博物馆学会成立。军博是该学会发起单位之一,副馆长秦兴汉、马仲廉参加成立大会,被选为该会第一届理事会理事,秦兴汉为常务理事和副理事长。8月1日,进行重大调整修改的兵器馆和经过进一步修改的现代一分馆正式开放。1984年8月,军博编辑的《中国人民革命军事博物馆美术作品选集》出版。1985年8月1日,军博馆刊《军事史林》创刊号出版发行。8月13日,抗日战争馆正式开放。1987年1月1日,军博试行全周开放制度,每周7天都开馆,改变星期一闭馆的惯例,只在元旦、“十一”各闭馆1天,春节闭馆2天,每年可增加约57个开馆日。1988年7月1日,军博《中国古代战争馆》、《中国近代战争馆》正式开馆。1990年2月,由军博编辑的大型工具书《中国人民解放军战史图集》,由地图出版社出版发行,国防部长张爱萍题写书名。1991年7月,介绍军博的画册《中国·军事博物馆》,由华侨出版社出版发行。1992年7月25日,《人民军队阔步向前进——纪念建军65周年展览》开幕。1993年5月17日,总政治部颁发军事博物馆新编制,下设:办公室、第一编辑研究处、第二编辑研究处、宣传处、文物处、设计美术处、政治部、管理处。1994年8月1日,军博试行分馆制并开始运行。1995年12月22日,北京市首批博物馆注册登记颁证会在北京市文物局召开,军事博物馆成为首批注册的55所博物馆之一。1996年10月11日,经党中央、中央军委批准,总政治部主办、军博承办的《长征·丰碑永存——纪念中国工农红军长征胜利60周年》展览举行开幕式。同时开幕的有全军纪念长征胜利60周年系列活动之一的《红军战士书画展》及《全国著名书画名家作品展》。1997年6月,中央宣传部命名军博为“全国爱国主义教育示范基地”。1998年4月7日,革命战争馆东一、二、三层楼于6月起陆续撤展。8月25日,军博干部按新编制开始定岗定位。10月21日,军博召开领导干部会议,确定从1998年11月1日起展览大楼全面闭馆维修。1999年3月30日,军博被评为“北京市青少年教育基地先进单位”。2001年2月13日,军事博物馆大楼中央空调安装工程开工典礼仪式在军博举行。2002年8月1日,《第十届全军美术展》在军博隆重开幕。2004年2月18日,《土地革命战争馆》、《抗日战争馆》、《全国解放战争馆》开馆仪式在军博举行。2005年8月31日,军博召开“纪念抗日战争胜利暨世界反法西斯战争胜利60周年学术讨论会”。2006年,10月16日《伟大壮举光辉历程——纪念中国工农红军长征胜利70周年展览》开幕式在军博广场举行。2007年9月,军博被评为“公众喜爱的中国十大经典红色景区(点)”。10月13日,《复兴之路》大型主题展览在军博西一楼开幕。2008年3月1日,军博在首都博物馆界第一个免费开放。5月,国家文物局评定军博为“国家一级博物馆”。2014年,军博上榜,被评为年度人气博物馆。