重庆自然博物馆具有丰厚的文化积淀，迄今已有86年不间断的历史，在我国现代科技发展史、博物馆发展史上曾占有重要一席。该馆的前身为1930年卢作孚先生创办的“中国西部科学院”，以及1943年由十余家全国性学术机构联合组建的“中国西部博物馆”。

        中国西部科学院是我国第一所民办科学院，是卢作孚致力于国家现代化目标，将“科学救国”与“实业救国”思想相结合，积极探索救国、强国之路的光辉典范。以“从事于科学之探讨，开发宝藏，富裕民生，辅助中国西部经济文化事业之发展”为宗旨，在西部早期开发建设中扮演了“排头兵”角色，为民国时期的经济建设和科学文化发展做出了不可磨灭的贡献。

        抗战时期，国民政府西迁重庆，一大批重要的学术机关也向大后方迁移。中国西部科学院及其所在地北碚，接受了许多著名学术机构和一流的科技人才的转移安置，一度成为中国科学界的“诺亚方舟”和“战时学术研究中心”。

       1943年中国西部科学院联络内迁北碚的中央研究院动、植物研究所等十余家科研机构又在文星湾创建了中国西部博物馆。卢作孚借让中国西部科学院“惠宇”大楼作为博物馆的陈列主楼，办公室、实验室、图书室等则在“惠宇”附近另行建筑。以“从事科学教育之推广及专门学科之研究”为宗旨的中国西部博物馆，设地理、地质、工矿、生物、农林、医药卫生6个分馆，是中国人自己建立的、综合了最多学科的第一家自然科学博物馆。

        1950年中国西部科学院和中国西部博物馆由西南文教部接管。1952年改为西南人民科学馆。1953年并入西南博物院，更名为西南博物院自然博物馆。1955年西南博物院改组为重庆市博物馆。1981年四川省人民政府在重庆市博物馆增挂 “四川省重庆自然博物馆”牌子。1991年重庆自然博物馆独立建制至今。

         2015年11月9日，重庆自然博物馆新馆开馆。