Budova oranžérie vznikla v roce 1853 a jejím autorem je architekt Firmin Bourgeois. Stavbu dokončil architekt Ludovico Visconti. V roce 1920 byla oranžérie vybrána pro vystavení cyklu Monetových leknínů, které malíř daroval státu. Byla zahájena rekonstrukce pod vedením hlavního architekta Louvru Camilla Lefèvra a muzeum bylo pro veřejnost otevřeno v roce 1927. V roce 1965 byla v muzeu umístěna sbírka Walter - Guillaume darovaná francouzskému státu za podmínky, že nebude rozptýlena. V roce 2006 proběhla rekonstrukce muzea za 30 milionů eur. V roce 2010 bylo muzeum připojeno k Musée d'Orsay.
