Việc thành lập và đầu tư xây dựng Bảo tàng Thiên nhiên Khu vực Duyên hải miền Trung tại tỉnh Thừa Thiên Huế trước tiên là thực hiện Quyết định số 86/2006/QĐ-TTg ngày 20/04/2006 của Thủ tướng chính phủ về “Quy hoạch tổng thể hệ thống bảo tàng thiên nhiên ở Việt Nam đến năm 2020”.
Căn cứ Quyết định số 86/2006/QĐ-TTg ngày 20/4/2006 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt “Quy hoạch tổng thể Hệ thống các Bảo tàng thiên nhiên ở Việt Nam đến năm 2020”, UBND tỉnh Thừa Thiên Huế đã ban hành Quyết định số 2824/QĐ-UBND ngày 23/12/2009 về việc thành lập Bảo tàng thiên nhiên duyên hải miền Trung tại Huế. Trên cơ sở đó, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Thừa Thiên Huế ban hành Quyết định số 146/QĐ-SKHCN ngày 04/03/2016 quy định Chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn, cơ cấu tổ chức, biên chế và cơ chế tài chính của Bảo tàng Thiên nhiên duyên hải miền Trung.
Bảo tàng Thiên nhiên duyên hải miền Trung là đơn vị sự nghiệp công lập trực thuộc Sở Khoa học và Công nghệ; đồng thời chịu sự quản lý nhà nước và hướng dẫn nghiệp vụ về bảo tàng của Bộ văn hóa, Thể thao và Du lịch; được Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam hỗ trợ về mặt khoa học - kỹ thuật, nghiệp vụ bảo tàng thiên nhiên và phối hợp hoạt động trên cơ sở cùng xây dựng mối quan hệ làm việc, trao đổi và chia sẽ thông tin, báo cáo.
Trong những năm qua, tuy còn rất nhiều khó khăn, nhưng được sự quan tâm của UBND tỉnh, Sở Khoa học và Công nghệ và sự giúp đỡ của các cơ quan, đơn vị, tổ chức trong và ngoài tỉnh cùng với sự nổ lực của toàn thể cán bộ, viên chức, Bảo tàng Thiên nhiên duyên hải miền Trung đã từng bước phát triển và đạt được nhiều thành tích trong nghiên cứu, sưu tầm, bảo quản và chế tác, thiết kế và trưng bày các mẫu vật về thiên nhiên tỉnh Thừa Thiên Huế nói riêng và Việt Nam nói chung.