Budapest közgyűlése 1887-ben hozott határozatot a főváros történetére vonatkozó régészeti és egyéb tárgyi emlékek gyűjtéséről. A munkával Toldy László főlevéltárnokot bízták meg, aki 1899-ben Fővárosi Múzeum néven bemutatkozó kiállítást rendezett. Az első állandó várostörténeti kiállítás 1907-ben nyílt meg. Az intézmény 1936-tól Székesfővárosi Történeti Múzeum, majd 1967-től Budapesti Történeti Múzeum néven működik, az utóbbi néven már jelenlegi helyén, a Budavári Palota E épületében.
Az időszaki kiállításokat is rendező múzeum könyvtára nyilvános. Mozgáskorlátozottak is tudják látogatni a múzeumot, ahol bolt is működik.
Állandó kiállítások
A múzeum egyik állandó kiállítása az Ősi népek - antik kultúrák. Ez a főváros múltjának bemutatását szolgáló kiállítássorozat első része, mely a mai Budapest területén az őskortól az avar kor végéig élt népek hagyatékát mutatja be.
A Buda középkori királyi várpalotája a XVIII. században elpusztult. Az épület feltárt és helyreállított termei és a bástyafalakkal övezett belső kert megtekinthető. Külön figyelmet érdemel a gótikus lovagterem és a palota Anjou-kori kápolnája, valamint a Mátyás-kori palotából származó reneszánsz építészeti elemek.
Az 1974-ben megtalált Zsigmond korabeli szobrok a várásatások egyik legjelentősebb leletegyüttese, amit Gótikus szobrok a budai királyi várpalotában címmel önálló kiállításon mutatnak be.
Külön egység foglalkozik a középkori Budapesttel, bemutatva a három város - Pest, Buda és Óbuda - XVII. század közepéig tartó település-, építészet- és társadalomtörténetét.
Budapest az újkorban című rész pedig már egy nagyváros történeti pillanatait ragadja meg - arról a Budapestről szól, amely az 1896. évi millennium idejére világvárossá vált, sokoldalúan dokumentálva a metropolis kialakulásának folyamatát.