El topónimo de Chapultepec procede del idioma náhuatl chapul (in) "saltamontes" y tepe (tl) "cerro o montaña": en el cerro del chapulín. Este cerro tiene una formación geológica muy antigua, de origen volcánico, que sirvió de asentamiento a numerosos pueblos desde los teotihuacanos hasta los mexicas. Estos últimos, según su historia de la peregrinación, después de salvar numerosos episodios contra los señores de Azcapotzalco, lograron fundar la ciudad de Tenochtitlan en el año 2 casa (1325 d. C.).
Fue durante el reinado de Moctezuma I Ilhuicamina (1440-1469 d.C.) cuando se mandó construir el acueducto para conducir el agua desde Chapultepec hasta México-Tenochtitlan. El responsable de la gigantesca obra hidráulica fue Nezahualcóyotl, señor de Texcoco, quien al no cobrar por su trabajo obtuvo como premio el permiso de habitar en Chapultepec. Las crónicas nos informan que a él se debieron la siembra y el cuidado de los más viejos ahuehuetes. El sitio se transformó en un lugar sagrado donde reinaban Tláloc y Chalchiuhtlicue, ambos dioses del agua, el primero del agua de lluvia y la última del agua que corre por los ríos tomando la forma de una serpiente con hermosas plumas de quetzal.
Con la llegada de Hernán Cortés a México se dispuso la tala de los árboles cercanos a los manantiales para que no contaminaran con sus hojas el agua de las albercas de Chapultepec. Con estas medidas el bosque comenzó a perder porciones de su espeso follaje.
Desde la época más remota hasta nuestros días, la arquitectura ha prosperado siempre en estrecha relación con el poder político y económico. Bastarían sólo algunos ejemplos para percatarse de que podemos descubrir, a través de los edificios, una historia del poder en las diversas sociedades humanas.
Durante el periodo virreinal, Chapultepec fue apreciado como un lugar de descanso y esparcimiento, para lo cual se construyó, en la base del cerro, sobre los cimientos de lo que fuera residencia de Moctezuma II Xocoyotzin, un palacio que dio albergue a numerosos virreyes y visitantes distinguidos durante más de dos siglos. Sin embargo, la explosión de un polvorín a mediados del siglo XVIII, que causó serios destrozos en el edificio, llevó a tomar la decisión de que el nuevo palacio se construyera en la cima del cerro, justo en el lugar que ocupaba una antigua ermita dedicada al arcángel San Miguel.
Los trabajos se iniciaron el 16 de agosto de 1785, cuando gobernaba la Nueva España el virrey Bernardo de Gálvez. El encargado de realizar los planos fue el teniente coronel e ingeniero Francisco Bambitelli. Primero se llevó a cabo el desmonte del cerro; después vinieron las excavaciones, los cortes del terreno, la formación de terraplenes y la fábrica de los muros destinados a sostener el edificio.
Como Bambitelli tuvo que marchar a La Habana, el capitán de infantería e ingeniero Manuel Agustín Mascaró quedó al frente de las obras.
A pesar de que la construcción marchaba con rapidez, don Bernardo no tuvo la oportunidad de ver terminado el palacio porque murió el 8 de noviembre de 1786. Su repentino fallecimiento sorprendió a todos, principalmente a varios de sus enemigos que lo acusaban de construir una gran fortaleza para desde ahí desconocer al gobierno de España. Se afirma, sin el peso de la evidencia comprobatoria, que fue envenenado.
La Corona española ordenó suspender los trabajos y subastar la obra en 60 mil pesos a pesar de que ya se habían invertido más de 300 mil pesos. Afortunadamente no hubo quien se interesara por el edificio. Ante la falta de compradores, en 1792 el virrey Juan Vicente de Güemes Pacheco y Padilla, segundo conde de Revillagigedo, lo destinó para Archivo General del Reino de la Nueva España, pero el proyecto tampoco fructificó a pesar de que ya se tenían los planos de adaptación hechos por el arquitecto Miguel Constanzó.
Alexander von Humboldt llegó a la capital de la Nueva España en 1803 y visitó, entre otros sitios, el cerro y el Alcázar de Chapultepec. En su libro titulado Ensayo político del Reino de la Nueva España condenó el vandalismo de los ministros de la Real Hacienda, que en nombre de la economía empezaron a vender en subasta los vidrios, las puertas y las ventanas del edificio que se encontraba a 2 325 metros sobre el nivel del mar, dejándolo expuesto al embate de los vientos.
Finalmente el Ayuntamiento de la Ciudad de México lo adquirió en 1806, gracias a lo cual bosque y palacio se salvaron, casi de milagro, de pertenecer a un particular. Durante la guerra de Independencia (1810 a 1821), el edificio estuvo abandonado y así continuó hasta 1833 en que se decretó que fuera sede del Colegio Militar. Entonces se le comenzó a conocer como "Castillo", aunque no fue sino hasta 1844, tras hacerle varias adaptaciones y erigir en la parte más alta del cerro el "Caballero Alto" o "Torreón", que el edificio comenzó a funcionar como Colegio.
Durante los días 12 y 13 de septiembre de 1847, el Castillo fue bombardeado por el ejército estadounidense, causándole serios destrozos. Dos años después el recinto sería devuelto al Colegio Militar, pero habrían de pasar más de 20 años antes que el edificio lograra funcionar permanentemente como centro de enseñanza castrense.
Durante el gobierno del presidente Miguel Miramón (1859-1860), quien fue ex alumno del Colegio Militar y sobreviviente de la batalla de Chapultepec durante la intervención norteamericana, se construyeron algunos cuartos en el segundo piso del Alcázar.
No obstante, esa sección adquirió su fisonomía actual a partir de 1864, cuando Maximiliano y Carlota llegaron a gobernar el país y decidieron establecer allí su residencia imperial. Para lograr su propósito convocaron a varios arquitectos austriacos, franceses, belgas y mexicanos, como Julius Hofmann, E. Suban, Carl Kaiser, Carlos Schaffer, Eleuterio Méndez y Ramón Rodríguez Arangoity. Ellos realizaron numerosos proyectos arquitectónicos con el fin de hacer habitable ese hermoso espacio.
El jardín aéreo estuvo a cargo del botánico de origen austriaco Wilhelm Knechtel aunque, según Carlota, "se debió más a la mano de Max". En tanto las obras avanzaban con rapidez, comenzaban a llegar de Europa muebles, pianos, tibores, vajillas de porcelana y de plata Christofle, óleos con los retratos de la pareja imperial, tapices, relojes de mesa, mantelería, cristalería, en fin, todo lo necesario para hacer del Alcázar un verdadero palacio. A la caída del imperio en 1867, el edificio quedó en el abandono hasta 1872.
Casi 10 años después (1876) se decretó establecer en Chapultepec el Observatorio Astronómico, Meteorológico y Magnético, que fue inaugurado dos años más tarde y sólo funcionó hasta 1883, año en que se ordenó trasladarlo al edificio del ex arzobispado en Tacubaya. ¿Las razones? El regreso del Colegio Militar y la adaptación del edificio como residencia presidencial.
El inmueble sufriría numerosas modificaciones arquitectónicas a partir de 1882, durante la gestión del presidente Manuel González. Después, a lo largo del mandato del general Porfirio Díaz, el Castillo y el Alcázar alcanzarían su mayor esplendor. Luego lo habitarían varios presidentes emanados de la Revolución Mexicana: Francisco I. Madero, Venustiano Carranza, Álvaro Obregón, Plutarco Elías Calles, Emilio Portes Gil, Pascual Ortiz Rubio y por último Abelardo Rodríguez.
El 3 de febrero de 1939, el presidente de la República, general Lázaro Cárdenas, expidió la Ley Orgánica que creó el Instituto Nacional de Antropología e Historia. Esta ley, en su artículo tercero, señaló como parte del patrimonio nacional al Castillo de Chapultepec para que en él se instalase el Museo Nacional de Historia con todas las valiosas colecciones del Departamento de Historia del antiguo Museo Nacional de Arqueología, Historia y Etnografía.
El Museo Nacional de Historia se inauguró en el Castillo el 27 de septiembre de 1944.