Lonnie Bunch III var museets direktør fra planleggingsstadiet. Han ble utnevnt i 2005 og hadde ansvar for gjenstandssamlingene, vandreutstillinger, planlegging og konstruksjon. 28. mai 2019 ble Bunch sekretær for Smithsonian Institution. Han ble den første afroamerikanske lederen for institusjonen. Den foreløpige direktøren av NMAAHC var historieprofessoren Spencer Crew. Dikteren og professoren Kevin Young ble utnevnt til direktør i september 2020.