​Una de las categorías de las colecciones existentes en el Museo Geológico Nacional es la de piezas históricas. Dicha categoría está conformada por objetos que se han convertido en testimonio de actividades relacionadas con la historia de la geología y paleontología en Colombia, o que forman parte de su contexto, así como con el origen, conformación y crecimiento de las colecciones de elementos paleontológicos, mineralógicos, petrográficos y relacionados con combustibles fósiles que se resguardan en el Museo. También comprende objetos relacionados con el Dr. José Royo y Gómez, científico español que se desempeñó como primer director del Museo, y quien determinó las bases para la organización, el crecimiento, identificación y catalogación de las colecciones geológicas, así como para la preparación de material paleontológico.​​​​​

Cámara fotográfica Contax FB con lente Carl Zeiss Jena.​

​Hacen parte de esta categoría las réplicas históricas de especímenes paleontológicos que se realizaron tomando como modelo fósiles que hacen parte de las colecciones, y empleando técnicas y materiales de elaboración que actualmente poco se utilizan. Los principales representantes de este tipo de objetos son las réplicas del Eremotherium, o perezoso gigante, y del Miocochilius anomopodus, cuyos ejemplares originales fueron hallados por los doctores José Royo y Ruben Stirton en Villavieja (Huila) en 1945, así como la réplica de un mastodonte que se observa tan pronto se ingresa a la principal sala de exhibición del Museo. 

También son parte fundamental de esta categoría los documentos, libretas de campo, fotografías y filminas, que constituyen un testimonio de los trabajos de campo, las colectas de material y las investigaciones relacionadas con geología y paleontología, que además tienen relación directa con algunas de las piezas que se conservan en el Museo. Los documentos más antiguos de esta sección datan de los primeros años de la década de 1940, aunque también se exhibe documentación posterior. De este grupo se destacan especialmente los álbumes fotográficos-geográficos, geológicos y paleontológicos conformados por el mismo Royo y Gómez, que, además de fotografías, incluyen, en algunos casos, dibujos explicativos. 

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Cartera de topografía n.° 1 y 2, Comisión de Bolívar, 1943-1944.​

​Adicionalmente, en el Museo se resguardan algunos equipos antiguos, instrumentos y elementos relacionados con personajes destacados de la geología y la paleontología en Colombia. Un ejemplo de esto son las cámaras fotográficas, los binoculares, el juego de herramientas y maletín pertenecientes a José Royo y Gómez, que actualmente se exhiben en una vitrina que conmemora la labor de este importante personaje.

Casco de geólogo que perteneció a Enrique Hubach.​​