Державний природознавчий музей Національної академії наук України у Львові – один з найстаріших та найбагатших за науковими природничими фондами у Європі.
Його засновник, граф Володимир Дідушицький (1825-1899) – відомий зоолог, етнограф і археолог, член-кореспондент Академії наук у Кракові (з 1881 p.). Він був учасником багатьох міжнародних орнітологічних конгресів у Парижі, Відні, Берліні та автором низки наукових праць, серед яких "Про наших хребетних тварин" (1876), "Каталог місцевих птахів" (1880) та ін.
Значну частину прибутків від власних маєтків В. Дідушицький спрямовував на придбання експонатів та утримання музею. На етапі формування музею збір природничих колекцій особливо активно відбувався в околицях маєтків Дідушицьких – с. Поториця на Сокальщині і с. Пеняки на Бродівщині (нині Львівська обл.). Оскільки наприкінці 1840-х років до зоологічної колекції В. Дідушицького додалися палеонтологічні і мінералогічні збори професора Варшавського університету Л.Цейшнера, гербарій професора Львівського університету Г.Лобажевського та інші матеріали, постало питання про створення музею і пошуку для нього окремого приміщення.
У 1854 р. частина колекцій була перевезена з маєтку у Поториці до Львова, у будинок на вул. Фредра, потім, у 1857 р. – на вул. Куркову (нині Лисенка), 15. Але нові експонати надходили швидко, і у 1868 р. В. Дідушицький придбав теперішній будинок музею на вул. Театральній, куди, після реконструкції приміщень в 1869 р., було перевезено усі колекції.
Будинок музею – пам'ятка архітектури XIX ст. У ньому знаходиться найстаріший в Європі механічний ліфт, виготовлений у Відні в середині XIX століття. Після впорядкування експозиції, з 1870 р. музей почав приймати окремі екскурсії, а 13 серпня 1871 р. було заведено книгу відвідувачів. Із 1873 р. музей почав відкриватися один раз на тиждень. Офіційною датою заснування музею вважають саме 1870 p., коли була побудована перша експозиція і до музею прийшли перші відвідувачі.
За життя В. Дідушицького музей мав сім розділів експозиції: зоологічний, палеонтологічний, мінералогічний, геологічний, ботанічний, археологічний та етнографічний. Ф.Мартін у своїй монографії "Dermoplastica und Museologie" (1870 p.) прирівнював Львівський музей за науковою цінністю збірки до Лондонського Національного музею Британської академії наук.
10 вересня 1880 р. В. Дідушицький передав музей громаді та забезпечив його довічне утримання у розмірі 12 тис. крон на рік. Цей акт було зафіксовано у створеній графом "Ординації Поторицькій" – юридично оформленій неподільній спадщині, яка була затверджена 20 грудня 1893 р. парламентом у Відні, а музей дістав першу офіційну назву – "Природничий музей імені Дідушицьких". Згідно Ординації її майном і справами музею опікувався представник родини Дідушицьких, який називався "ординат". Першим ординатом був сам В. Дідушицький.
Новий етап у історії музею розпочався із 1940 p., коли він перейшов у підпорядкування Академії наук УРСР. До нього були приєднані фонди Природничого музею Наукового товариства ім. Т.Г. Шевченка і він отримав назву «Науково-природознавчий музей АН УРСР». Музей був визначений як база для наукової роботи із вивчення флори, фауни та корисних копалин у західних областях України. Проте невдовзі Друга світова війна перервала творчу роботу музею, його діяльність відновилась лише в 1944 p., а у лютому 1948 р. відбулося урочисте відкриття оновленої експозиції.
У цей час у музеї було три відділи: зоології, ботаніки та геології. У 1948 р. до музею було приєднано відділ географії рослин Інституту ботаніки АН УРСР, яким керував проф. М.Г. Попов. Музей підпорядковувався Львівським установам АН УРСР, а з 1951 р. – організованій Львівській філії АН УРСР. У цьому ж році на базі музею було створено Інститут агробіології АН УРСР, а музей увійшов до складу Інституту на правах структурної одиниці. У 1954 р. музей з відділами зоології, ботаніки та палеонтології було виділено у підпорядкування Львівської філії АН УРСР.
Унаслідок ліквідації у 1956 р. Львівського філіалу АН УРСР музей перейшов у безпосереднє підпорядкування Президії АН УРСР як самостійна наукова установа із структурними відділами: ботаніки, зоології, палеонтології та експозиції. З 1957 р. музеєм розпочаті наукові дослідження на базі власного біологічного стаціонару на полонині Пожижевська на Чорногорі (Українські Карпати). У 1960 р. у музеї створено відділ паразитології.
Із 1963 по 1969 p.p. музей знаходився в підпорядкуванні Міністерства культури УРСР. Структурні наукові відділи було скасовано. Основна увага на цьому етапі розвитку музею була спрямована на перебудову експозиції, організацію виставок, надання науково-методичної допомоги відділам природи краєзнавчих музеїв, збір та інвентаризацію фондових матеріалів.
У 1969 р. музей було повернено у відання Академії наук. Йому було передано від Інституту ботаніки АН УРСР відділ експериментальної екології та біоценології з біостаціонаром у Карпатах. У 1970 р. музей значно розширився, було відкрито чотири наукові відділи: експериментальної екології з лабораторією еволюції екосистем, трансформації речовин і енергії, охорони природних екосистем та експозиції. У 1973 р. структура музею дещо змінилася і останні три відділи було перейменовано на відділи: біогеоценології, природних екосистем та наукових фондів та експозиції.
У 1973 р. на базі музею створено Львівське відділення Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного АН УРСР (нині Інститут екології Карпат), до якого у 1974 р. відійшло три відділи (38 штатних одиниць, з яких 5 докторів і 9 кандидатів наук) та високогірний біостаціонар. У музеї залишився один відділ – наукових фондів і експозиції (33 штатних одиниць, з них 5 кандидатів наук).
З того часу музей поступово відновлював свій кадровий потенціал, і вже наприкінці 2001 р. у його складі було 2 доктори і 13 кандидатів наук. Це дало можливість провести реструктуризацію єдиного відділу на три: таксономії сучасної та викопної біоти, регіонального біоценотичного моніторингу і антропізації природних екосистем. На сьогодні в складі трьох відділів працюють 4 доктори і 20 кандидатів наук.
У 1995–2012 рр. було проведено капітальний ремонт основного будинку музею, на цей період експозицію було демонтовано, виставкова діяльність велася виключно за межами музею.
Перша після ремонту тимчасова виставка «Мандрівка в минуле» була відкрита 18 грудня 2012 р. У 2013 р. відвідувачі мали можливість оглянути виставку «Нічого не вирішено» (14 вересня – 1 грудня 2013 р.), а з 23 березня 2014 р. діє виставка «Мистецтво виживання».
Упродовж 2013–2016 рр. втілюється проект «Природничий музей: від теорії еволюції життя до практики живого музею», що реалізується у рамках програми «Динамічний Музей» напрямку «Динамічна культура» Фонду Ріната Ахметова «Розвиток України». Мета проекту – відновлення експозиційної діяльності та повернення музею в публічний простір.