2007年，提议建设北京奥运博物馆，保持奥运会特色。

2009年，北京奥运博物馆成立。

2012年，北京奥运博物馆布展完毕。

2019年12月30日，北京奥运博物馆全面开放。

2021年12月1日，北京奥运博物馆闭馆升级改造。

2022年8月23日，北京奥运博物馆按照75%限流要求恢复开放。这是该馆在北京冬奥会后首次开放。该馆征集到的46件（套）冬奥藏品在展厅集中亮相，带领观众重回冬奥时间，重温冬奥记忆。

2022年11月5日消息，北京奥运博物馆成为国际奥林匹克博物馆联盟第33位成员。

2022年11月，“奥运藏品全球征集活动”已有874件套社会捐赠品被认定为藏品，入藏北京奥运博物馆。

2022年12月，“奥运藏品全球征集活动”在历时一年后圆满结束，共征集到各类奥运藏品和物品超过7万件套。

2023年2月，在首钢举办的纪念北京2022年冬奥会成功举办一周年系列活动启动仪式上，北京奥运博物馆新馆标正式发布。

2024年2月3日，历时两年顺利完成升级改造工作后，北京奥运博物馆重新向公众开放。

2024年7月20日，2024年巴黎奥运会开幕在即，一尊名为“祝福北京”的大型雕塑，被北京奥运博物馆正式收藏，并在国家体育场“鸟巢”前永久展陈。