El primer director del museo fue Manuel Martorell Peña, que murió en 1890 y fue substituido por Artur Bofill Poch. A partir de 1891 el museo se dedicó exclusivamente a las ciencias naturales, por lo tanto las colecciones arqueológicas fueron trasladadas a otros edificios. Ese mismo año se adquirió la colección Baron de paleontología, que incorporaba 12.000 piezas de toda Europa. Antes de que terminara el siglo XIX ingresaron en el museo diferentes colecciones por donaciones , como las procedentes de la Exposición Universal de 1888, la de Sals de Cardona o las colecciones Antiga y Saura.