Музей основали в 1927 году как общество. Коллекция начиналась на чердаке над школой для девочек на Schiedamsesingel и не раз переезжала, а в 1987 году музей получил виллу Dijkzigt в Музейном парке. Здесь он открылся в 1988 году под именем Natuurmuseum Rotterdam, а с 2006 года снова называется Natuurhistorisch Museum Rotterdam.
Собрание — около 430 000 единиц хранения, и 85% из них — насекомые, пауки, ракообразные и моллюски. Большая часть лежит в хранилищах, а в залах постоянно стоят крупные скелеты — слона, жирафа, кашалота — и сотни животных и растений в экспозиции «Биоразнообразие».
Самое известное — «Мёртвые звери с историей»: около десяти экспонатов в меняющемся составе о встречах животных с миром людей. Мышь, которую застрелили за 23 000 уроненных костяшек домино, мышь из здания нижней палаты парламента, ёж с крышкой от McFlurry на шее, куница, остановившая ускоритель CERN в ноябре 2016 года.
Скелет азиатского слона Рамона, прожившего жизнь в роттердамском зоопарке Блейдорп, почти забыли в хранилище. В 2004 году музей объявил сбор «Help Ramon weer overeind!», каждой кости дали цену от 25 до 3750 евро и собрали 14 441 евро. С 25 июня 2005 года Рамон стоит в восьмиугольной башенной комнате виллы.
15 — метров в длину скелет кашалота
23000 — костяшек домино уронила мышь из «Мёртвых зверей»
1927 — год основания музея