موزه تاریخ طبیعی دانشگاه بوعلی سینا در راستای تامین اهداف علمی، آموزشی، پژوهشی و معرفی بیش از پیش تاریخ طبیعی همدان و دیگر بلاد، به همت مرحوم دکتر علی اقبالی، رئیس وقت مدرسه عالی کشاورزی همدان، ابتدا در سال 1351 شمسی در بنایی 60 متر مربعی تأسیس شد. دکتر اقبالی، از پیشگامان آموزش عالی در منطقه، با نگاهی آینده‌نگر و علمی، زمینه ایجاد این مجموعه را فراهم نمود؛ مجموعه‌ای که بعدها به یکی از غنی‌ترین مراکز علمی تحقیقاتی، نمایش و نگهداری نمونه‌های تاریخ طبیعی  در غرب کشور تبدیل شد.

پس از دکتر اقبالی از سال 1355 مدیریت این موزه به مهندس جعفر محمدعلیزاده واگذار شد.ایشان در طی چند دهه ریاست خود بر موزه تاریخ طبیعی همدان، نقش کلیدی در ارتقاء و توسعه این مرکز ایفا نمود. او با مدیریت دلسوزانه و دانش عمیق خود، به همراه کارشناسان و دانشجویان، تلاش‌های گسترده‌ای برای سازماندهی علمی مجموعه‌ها و به نمایش گذاشتن آن‌ها به شیوه‌ای جذاب و آموزشی انجام داد. علیزاده با ایجاد بخش‌های مختلف در موزه و طراحی ویترین‌های مناسب، امکان آشنایی هرچه بیشتر بازدیدکنندگان با تنوع زیستی ایران را فراهم آورد.

این مجموعه پس از چهار بار جابجایی، نهایتاً در سال 1371 طی مراسمی با حضور مرحوم آیت الله هاشمی رفسنجانی رئیس‌جمهور وقت، رسماً در مکان فعلی افتتاح و مورد بهره‌برداری عمومی قرار گرفت و  با فراز و نشیب‌های فراوان مسیر رشد و توسعه را پیمود.

پس از آن در اوایل سال 1391، دکتر فرشاد مسعودیان ریاست موزه را برعهده گرفت. ایشان با رویکردی علمی و مدیریتی فعال، فعالیت‌های گسترده‌ای در جهت ارتقاء و توسعه موزه انجام داد. از جمله اقدامات در دوره مسئولیت وی می‌توان به گسترش و تکمیل ویترین‌ها، جابجایی و ترمیم نمونه‌های آسیب‌دیده، ساخت و تجهیز فضاهای جنبی آموزشی و پژوهشی، سامان‌دهی سیستم‌های نمایشگاهی، توسعه زیرساخت‌های ارتباطی و ارتقاء تجربه بازدیدکنندگان اشاره نمود. همچنین تلاش ایشان در ایجاد تعاملات علمی با دانشگاه‌های دیگر و مراکز پژوهشی معتبر، جایگاه علمی موزه را در سطح ملی بیش از پیش ارتقاء داده است.

با ماموریت دکتر مسعودیان طی سال 1402 دکتر محمد بابائی به مدت یک سال ریاست موزه را برعهده گرفت و روند فعالیت های موزه را ادامه دادند. پس از پایان دوره ایشان، مجدداً دکتر فرشاد مسعودیان به سمت ریاست موزه منصوب شد و تا به امروز این مسئولیت را عهده‌دار می باشد.

بی‌گمان اکتشافات جهانی و برخی نمونه‌های منحصر به فرد و دیگر موجودات نادر در این موزه، حاصل تلاش بی‌وقفه این افراد و گروه زیادی از محققین، دانش‌پژوهان، کارشناسان و دانشجویانی است که طی سال‌های متمادی با جستجو و کاوش در اقصی نقاط به گردآوری این مجموعه نفیس پرداخته‌اند.

امروزه، موزه تاریخ طبیعی دانشگاه بوعلی سینا به‌عنوان یکی از قطب‌های علمی و فرهنگی در زمینه معرفی تاریخ طبیعی، نقش مهمی در ارتقاء آگاهی عمومی، آموزش دانشجویان و پژوهش‌های علمی ایفا می‌کند.​​​​​​​