La puesta en marcha del recién creado Museo Geológico Nacional coincidió con la llegada a Colombia del
geólogo español José Royo y Gómez. El científico fue convocado por el Servicio Geológico Nacional para trabajar como
geólogo investigador y Director del Museo Geológico.
Entre mayo de 1939 y junio de 1940 Royo y Gómez organizó el material del Museo y realizó
23 excursiones a diversos puntos de Colombia, entre los cuales se destacan las realizadas a los Cerros Orientales de
Bogotá, Cáqueza y Villeta (Cundinamarca),
Manizales (Caldas) y diversos lugares de los departamentos de
Antioquia y Huila.
A comienzos de la década de los 40 José Royo y Gómez presentó su primer informe ante el Ministerio de Economía; en él expuso el
estado precario de las colecciones almacenadas en el laboratorio debido al polvo y falta de organización.
Mientras el Museo Geológico nacía, el Museo de Ciencias Naturales del Instituto de La Salle era reconocido por tener una de las colecciones más grandes de historia natural en Suramérica. Se estima que para finales de la década de 1940 contaba con una colección de más de 8.000 fósiles y 9.480 rocas y minerales.
Mediante resolución ministerial se notificó de la
separación física y administrativa del Servicio Geológico Nacional y el Museo, quedando este último a disposición del Laboratorio Químico Nacional.
El edificio La Flauta, ubicado en la carrera 15 entre las calles 9 y 10, se convirtió en 1940 en la primera sede del Museo Geológico de Colombia. En 1941 el Museo se trasladó a la Avenida Caracas y, tan solo un año después (en 1942), pasó a la calle 12 con carrera 14. La Flauta, edificio que volvería a resguardar el patrimonio geológico del país en 1947, se encuentra actualmente abandonado.
Desafortunadamente la colección entera del Museo de La Salle, junto con sus archivos y biblioteca, fueron
reducidos a cenizas durante los disturbios ocasionados por el “Bogotazo” (asesinato del líder político Jorge Eliécer Gaitán).
Desde 1977 y hasta finales de la década de los ochenta se llevó a cabo la
Expedición de la Universidad de Kyoto, liderada en principio por Kondo Shiro y, más adelante, por Nogami Yasuo. El principal objetivo de esta comisión, realizada en el desierto de la Tatacoa (Huila), era la recolección de restos fósiles de monos que se pudiesen ubicar en un marco de referencia cronológica.
En un esfuerzo multidisciplinar propuesto por la Universidad de Duke, que reunió el apoyo de Ingeominas, la Universidad de Oklahoma, el Museo de Historia Natural de la Plata, el Museo de Historia Natural de Chicago, el Instituto de Estudios sobre los Orígenes Humanos de Berkley y Universidad Nacional de Colombia, se llevó a cabo la denominada
Comisión de la Universidad de Duke. Como resultado de esta importante expedición
se colectaron y catalogaron 3.272 especímenes.
En 1995 el Museo Geológico Nacional pasó a llamarse "Museo Geológico José Royo y Gómez" en conmemoración del centenario del natalicio de su principal gestor.
Más adelante, en 2017, el Director General del SGC creó el Grupo de Trabajo Interno Museo Geológico e Investigaciones Asociadas, adscrito a la Dirección de Geociencias Básicas (Resolución D-335 del 18 de agosto de 2017).
Este equipo empezó a liderar, entre otras acciones, la formulación, ejecución y evaluación de programas, proyectos y estrategias para la Gestión Integral del Patrimonio Geológico y Paleontológico del país.