Работа по созданию музея началась в октябре 1995 года.
Свои двери для посетителей музей открыл в июне 1998 года и с этого времени он приобрел популярность у любителей военной истории. Музей находится в здании Дома офицеров (памятник архитектуры), который был заложен в 1914 году и достроенный под руководством архитектора И. Ю. Каракиса в 1931–1932 годах. Согласно Указу президента Украины от 15 января 2010 года музею предоставлен статус национального.
Национальный военно-исторический музей Украины занимается издательским делом и является основателем «Военно-исторического альманаха», единственного в Украине периодического издания, которое основательно освещает военные события прошлого, публикует воспоминания известных военных деятелей и научные труды исследователей военного наследия. Также на базе НВИМУ издается научно-популярное издание «Украинский военный музей» — новое слово в области освещения основных направлений музейной работы.
В экспозиции Национального военно-исторического музея Украины отображена величественная история военной деятельности на территории Украины. Уникальные музейные предметы киммерийско-скифо-сарматского периода, времен Киевской Руси, эпохи национально-освободительной борьбы XVII–XVIII веков, украинских воинских формирований периода Первой Мировой войны и освободительных движений начала XX века рассказывают про боевой ратный подвиг народа в защите родной земли.
В экспозиции музея также представлены раритетные предметы периода военного строительства первой половины XX века, Отечественной войны, борьбы партизанских отрядов и подразделений УПА в 1941–1944 годах, послевоенного строительства и боевой деятельности войск Советской армии на территории Украины. Посетители имеют возможность ознакомиться с образцами вооружения, разнообразной военной техники, холодного и огнестрельного оружия, коллекциями наград, военных отличий, флагов, униформы. Также в 2010 году была открыта выставка «Вооруженные силы Украины на страже государства», посвященная современным вооруженным силам и их развитию с момента основания в 1991 году.
