W 1842 roku eksponaty zostały przekazane Królestwu Belgii, zaś w 1846 roku muzeum przemianowano na Królewskie Muzeum Historii Naturalnej Belgii.
W kolejnych latach muzeum zostało wzbogacone o wypchane ssaki i ptaki oraz liczne skamieniałości sprowadzane z różnych części kraju. Pierwszy dyrektor muzeum Bernard de Bus de Gisignies (1808–1874) podarował muzeum swoją prywatną kolekcje liczącą 2000 spreparowanych ptaków.
Na początku XX wieku dotychczasowe sale muzealne w Pałacu Karola Lotaryńskiego stały się zbyt małe, by pomieścić całą kolekcję. Prace nad budową nowej siedziby rozpoczęły się w 1934 roku. Przerwał je wybuch II wojny światowej. Wznowiono je wprawdzie po zakończeniu globalnego konfliktu, lecz z powodu kłopotów finansowych zakończone zostały dopiero w latach 80. XX wieku. W 1948 roku muzeum zostało przekształcone w Królewski Instytut Nauk Przyrodniczych Belgii. Od tego czasu poza pomieszczeniami muzealnymi w ramach instytucji funkcjonują również liczne laboratoria oraz repozytoria.