As origens do atual Museu mentira no primeiro Museu de Belas Artes, que foi fundada em 1908 e que abriu as suas portas em 1914 e do Museu de Arte Moderna, que abriu em 1924. Ambos os museus e suas respectivas coleções tornou-se um para todos os efeitos, em 1945, o que Foi quando o primeiro prédio, original foi construído. O moderno, nova ala foi adicionado em 1970 e renovações profundas e melhorias, em 2001, deram ao Museu sua aparência atual.

Com o slogan de "100 Anos de História, 10 séculos de arte", o Museu de Belas Artes de Bilbao comemorou seu primeiro centenário em 2008.