הבניין המקורי של המוזיאון הלאומי לאמנות של אוסקה נבנה עבור תערוכת "אקספו 70'", שהתקיימה באוסקה בשנת 1970, נבנה כמוזיאון זמני לאמנות שליווה את התערוכה. בשנת 1977 הוסב הבניין למוזיאון קבוע, שנפתח ב-15 באוקטובר 1977. באותה עת היה זה המוזיאון הלאומי הרביעי לאמנות ביפן. בתחילה הוצגו במוזיאון בעיקר יצירות מן האוסף של המוזיאון הלאומי לאמנות מודרנית של קיוטו. בשנת 1978 נתרם למוזיאון אוסף בן 828 יצירות על ידי מאוספו של קייצי הושי (Kaichi Ohashi) בשנת 2011 מנה האוסף כ-6,000 פריטים הכוללים ציורים, פסלים, הדפסים ועבודות במדיה נוספות. בשנת 2004 נהרס מבנה המוזיאון ובמקומו נפתח בניין חדש. המוזיאון מציג תערוכות מתחלפות לצד תצוגות מאוסף המוזיאון.