Muziejaus steigimo būtinybė buvo įsisąmoninta, tačiau realių veiksmų imtasi tik praėjus dar porai metų. Iki to laiko galerija egzistavo tik dokumentuose. Nebeapsikentę valdžios neveiklumo, 1923 metais aktyviausi menininkai vasario 21 dieną pradėjo dvi su puse dienos trukusį visuotinį streiką. Streiko komitetas, kurį sudarė dailininkai Justinas Vienožinskis, Ignas Šlapelis, Petras Kubertavičius ir Paulius Galaunė, tuometinei valdžiai metė rimtus kaltinimus dėl abejingumo kultūros ir meno reikalams. Tik po tokio drąsaus žingsnio 1924 metais prelato Mykolo Krupavičiaus (tuometinio žemės ūkio ministro) iniciatyva Ministrų kabinetas skyrė 190 000 litų laikiniems galerijos rūmams statyti pagal Vladimiro Dubeneckio parengtą „Meno mokyklos fligelio – laikinosios Čiurlionies galerijos projektą”. Kaip tik tais metais kovo mėnesį prie kuriamos M. K. Čiurlionio galerijos vairo stojo tuomet vienintelis Lietuvoje muziejininko išsilavinimą Paryžiaus Luvro mokykloje įgijęs dailininkas Paulius Galaunė. Šiai įstaigai, vėliau peraugusiai į Vytauto Didžiojo kultūros muziejų, jis vadovavo 25-erius metus.
Tų pačių metų liepos 25 d. imtas sprogdinti Ąžuolų kalne buvusios rusų tvirtovės (vadinamos IX baterija) fortas, o iš taip gautų plytų pradėta statyti galerija. Statybos darbai vyko sparčiai, ir jau 1925 metų rugsėjį dar nebaigtuose rūmuose buvo eksponuota jubiliejinė M. K. Čiurlionio kūrinių paroda, skirta menininko 50-osioms gimimo metinėms. Nors paroda truko tik 4 dienas, ją aplankė 1044 žmonės. Oficialiai galerija buvo atidaryta 1925 metų gruodžio 13 dieną, savo rinkiniuose turėdama beveik 4500 eksponatų. Naujos patalpos pasirodė per ankštos, paveikslai iškabinti per daug arti vienas kito, o ir kitais eksponatais erdvės stipriai perpildytos. Be to sparčiai augo naujai įsigijamų eksponatų skaičius ir darbo sąlygos labai greitai tapo sunkios. Vystant tokią aktyvią veiklą buvo būtina statyti naują muziejų, nes reikėjo naujų erdvių.
Nauja proga muziejaus statybai atsirado tik 1930-aisiais, paskelbus juos Vytauto Didžiojo metais. Naujai projektuojamas statinys turėjo tapti tautos ir valstybės vienijimo simboliu, o savo išorės stilistika attitikti bendrą „tautišką” pobūdį. 1930 metų lapkričio 23 dieną, užbaigiant Vytauto Didžiojo metų iškilmių renginių ciklą, Vienybės aikštėje buvo padėti Vytauto Didžiojo muziejaus (arch. Vladimiras Dubeneckis, Kazimieras Kriščiukaitis, Karolis Reisonas) kertiniai akmenys. 1936 m. statybų darbai buvo baigti, ir laikinoji M. K. Čiurlionio galerija perorganizuota į Vytauto Didžiojo kultūros muziejų . Jo rinkinių pagrindą sudarė Čiurlionio galerijos, Kauno miesto muziejaus ir Valstybės muziejaus eksponatai.
1940 metais bolševikų valdžiai okupavus Lietuvą, tuoj pat pasikeitė ideologiniai orientyrai. Tų pačių metų rugpjūčio 1 dieną švietimo komisaro įsakymu buvo atimtas Vytauto Didžiojo vardas. Sovietų kultūros politika muziejaus veiklą pakreipė netikėta vaga: priėmus Kultūros vertybių apsaugos įstatymą, kurio pagrindu buvo išleistas įsakymas registruoti kultūros paminklus, visi muziejaus darbuotojai buvo įtraukti į meno vertybių surašinėjimo vajų.
Vėliau atėjusi nacių okupacija leido muziejui susigrąžinti sovietų atimtą Vytauto Didžiojo vardą. Muziejus vėl atvėrė duris lankytojams, šiek tiek atgijo parodinė veikla.
Antroji sovietų okupacijos pradžia muziejų pavertė ideologiniu bastionu. 1944 m. buvo suteiktas Kauno valstybinio M. K. Čiurlionio dailės muziejaus vardas. Propaganda, kova su buržuaziniu menu ir religija labai greitai nuspalvino ir muziejaus veiklą. Steigėsi „Stalino būreliai“, muziejininkai privalėjo skaityti paskaitas, išryškinančias sovietinio meno pranašumus prieš supuvusį Vakarų Europos buržuazinį meną. P. Galaunė, kaip politiškai nepatikimas, buvo atleistas iš direktoriaus pareigų. Iš ekspozicijų buvo šalinami sistemai neįtikusių menininkų kūriniai. 1950 metais vykusiame M. K. Čiurlionio „teisme” buvo svarstomas mūsų genijaus kūrybos likimas. Jis išvadintas dekadentu, formalistu. Tik po ilgų ir skausmingų diskusijų M. K. Čiurlionio kūrybą pavyko apginti.
1953 metais, mirus Stalinui, atmosfera kiek keitėsi, tačiau visą ilgą sovietų valdžios laiką muziejų ženklino viena ryški linija: meno propaganda ir masiškumas. Per 7–9 dešimtmečius muziejus atidarinėjo naujus filialus bažnyčiose ir vienuolynuose, steigė savo padalinius kituose Lietuvos miestuose. 1963 metais pradėjo veikti M. K. Čiurlionio memorialinis muziejus Druskininkuose, 1965-aisiais buvusioje Įgulos bažnyčioje atsidarė Skulptūros ir vitražo galerija, 1966 m. įsteigtas A. Žmuidzinavičiaus memorialinis muziejus (arch. Vytautas Landsbergis-Žemkalnis), perduotas Pažaislio vienuolynas. 1969 metais atidaryta nauja moderniai įrengta M. K. Čiurlionio kūrinių galerija (archit. Feliksas Vitas). 1975 metais duris atvėrė naujai pastatyta Paveikslų galerija (arch. Liucija Gedgaudienė, Jonas Navakas Ganauskas), skirta Mykolo Žilinsko kolekcijai, Vakarų Europos rinkiniams ir šiuolaikinio meno parodoms. 1978 metais Rotušės rūsiuose atidarytas Keramikos muziejus, 1983-aisiais – Velnių muziejus (arch. A. Mažeika). 1989 metais atidaryta moderni galerija, pavadinta Mykolo Žilinsko vardu (arch. Eugenijus Miliūnas, Kęstutis Kisielius, Saulius Juškys).
Iki Nepriklausomybės atkūrimo muziejus iš mažos laikinosios Čiurlionio galerijos išaugo į didžiulį dailės muziejų. 1990–1992 metais dalį savo filialų muziejus grąžino teisėtiems savininkams, tačiau kūrėsi vis nauji. P. Galaunės šeima padovanojo muziejaus direktoriaus namus (arch. Arnas Funkas), testamentu muziejui atiteko žymaus scenografo Liudo Truikio ir operos solistės Marijonos Rakauskaitės butas, skulptoriaus Juozo Zikaro namai ir studija. Druskininkuose pastatyta V. K. Jonyno galerija (arch. Algimantas Kančas). 1997 metais muziejui buvo suteiktas nacionalinis statusas, o 2003 metais lankytojus jau pakvietė atnaujinta M. K. Čiurlionio galerija.
Prezidentas Valdas Adamkus 2005 metais oficialiai perdavė istorinius Lietuvos Respublikos Prezidentūros rūmus Kaune Nacionaliniam M. K. Čiurlionio dailės muziejui. Tų pačių metų liepos 5 d. Istorinė Lietuvos Respublikos Prezidentūra Kaune atvėrė duris visuomenei pakviesdama susipažinti su išsaugotomis šių rūmų ir kitomis Lietuvos valstybingumo relikvijomis.
2006 m. buvo patvirtintas projektas dėl Nacionalinio M. K. Čiurlionio dailės muziejaus pastato rekonstravimo ir priestato statybos. Plėtra buvo būtina, todėl muziejaus kieme buvo pastatytas modernus bibliotekos pastatas. Joje įrengtos muziejaus bibliotekos, archyvų saugyklos, skaitmeninimo centras, sukurta erdvi ir šviesi skaitykla, parodų salė. 2016 metų pabaigoje muziejus po rekonstrukcijos atvėrė duris ir pakvietė lankytojus susipažinti su tarpukariniu atnaujinto pastato interjeru, įrengtu „taupiojo modernizmo“ stiliumi. 2019 duris atvėrė nauja ekspozicija „Lietuvos dailė XIV–XIX a.“, pristatanti beveik 600 metų senosios dailės raidą, glaustai atspindinti Lietuvos meno ir kultūros tendencijas. 2020 metų vasarą atidaryta ekspozicija „Archaika: lietuvių liaudies menas XVIII–XX a.“. Čia pateko seniausi arba per amžius nepakitusias formas išlaikę kūriniai, nepaliesti miestietiškos kultūros, pramoninės gamybos įtakų. Vidiniame muziejaus kiemelyje – niekam iki šiol nematytoje erdvėje įrengta unikali kryždirbystės ekspozicija „Kryžių Lietuva“. Muziejaus šimtmečio proga lankytojus pakviesime į dar vieną naują ekspoziciją, kurioje bus pristatomas 1900–1940 m. lietuvių dailės aukso fondas.
Istorijos audras atlaikęs muziejus ne tik išliko, tačiau taip pat išsaugojo vertingus Lietuvos istorijos eksponatus. Šiandien muziejus saugo daugiau nei 355 000 kūrinių! Muziejaus ekspozicijų rinkinius sudaro M. K. Čiurlionio kūrybos palikimas, lietuvių liaudies menas, Lietuvos vaizduojamoji ir taikomoji dailė, senovės pasaulio dailė, užsienio šalių vaizduojamoji ir taikomoji dailė, numizmatika, gausus fototekos bei dokumentų archyvas.