Siedziba Budynek muzeum został zbudowany w 1903 roku według projektu architektów Andry Stevanovicia i Nikoli Nestorovicia. Pierwotnie przeznaczony dla Dyrekcji Skarbu. Jest siedzibą Muzeum Narodowego od 23 maja 1952. Wcześniej muzeum przenosiło się 11 razy – w 1844 znajdowało się w budynku Ministerstwa Edukacji, następnie kolejno w koszarach Topčijska, Budynku Dyrekcji Edukacji, w rezydencji majora Mišy Anastasijevicia, w tym w budynku przy placu Królewskim, w domu należącym do Stevčy Mihailovicia, w budynku Kasy Oszczędności Vračar, w domu Rašy Miloševicia (obecnie ambasady Chorwacji i Niemiec), w rezydencji księżnej Ljubicy, w budynku Rady Miejskiej, w budynku przy placu Studentski trg.
Budynek wybudowano w stylu eklektyzmu z elementami neorenesansu. Zniszczony podczas II wojny światowej, następnie odbudowany. Poddany kompleksowym pracom konserwatorskim w latach 60. XX wieku. Wtedy to m.in. zrekonstruowano wielką kopułę. W 2018 w gmachu muzeum zakończyły się kolejne, 15-letnie prace konserwatorskie.