El museo fue inaugurado el 25 de septiembre de 1882 por el alcalde Rius i Taulet, inicialmente como museo de arqueología y ciencias naturales, bajo el nombre de "Museo Martorell de Arqueologia y Ciencias Naturales". Este museo fue la cuna de los museos de zoología, geología y botánica y el origen del Museo de Ciencias Naturales de Barcelona. El museo fue uno de los edificios que formó parte de la Exposición Universal de Barcelona de 1888 y formó parte de un programa que hizo que el Parque de la Ciudadela se convirtiera en un espacio dedicado a las ciencias naturales, impulsado por el Ayuntamiento de Barcelona y posteriormente por la Mancomunidad de Cataluña.