1946 жылғы 31 мамырда КСРО Халық Комиссарлары Кеңесінің 1945 жылғы 26 қазандағы қаулысына сәйкес Қазақ КСР Жоғарғы Кеңесінің Төралқасы, Қазақ КСР Министрлер Кеңесі және Қазақстан КП(б) ОК «Қазақ КСР Ғылым академиясын құру туралы» №439 қаулы қабылдады. Осы қаулымен Қазақ КСР Ғылым Академиясының құрылған күні – 1946 жылғы 1 маусым.
КСРО Ғылым Академиясының және ҚазКСР Ғылым Академиясының академигі Қаныш Имантайұлы Сәтбаев Ғылым Академиясының тұңғыш президенті болып сайланды.
1996 жылғы 11 наурызда «Қазақстан Республикасында ғылымды мемлекеттік басқару жүйесін жетілдіру жөніндегі шаралар туралы» Қазақстан Республикасы Президентінің №2895 Жарлығымен Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы, Қазақ ауыл шаруашылығы ғылымдары академиясы және Қазақстан Республикасының Ғылым және жаңа технологиялар министрлігі Қазақстан Республикасы Үкіметінің құрамында Қазақстан Республикасы Ғылым министрлігі – Ғылым академиясы етіп орталық атқарушы органға біріктірілді.
1999 жылғы 12 ақпанда «Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы туралы» Қазақстан Республикасы Президентінің №34 Жарлығымен Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы республикалық мемлекеттік мекеме түрінде құрылды.
2022 жылы Ұлттық ғылым академиясына мемлекеттік мәртебесі қайтарылды. Бұл туралы Қазақстан Республикасының Президенті Қ. Тоқаев 2022 жылғы 1 маусымда Ұлттық ғылым академиясының 75-жылдығына арналған мерейтойлық сессиясында сөйлеген сөзінде мәлімдеді. Осылайша, Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2022 жылғы 14 желтоқсандағы № 1003 қаулысымен жарғылық капиталына мемлекет жүз пайыз қатысатын «Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы» коммерциялық емес акционерлік қоғамы құрылды.
2023 жылғы 27 наурызда «Қазақстан Республикасы Ұлттық ғылым академиясының кейбір мәселелері туралы» Қазақстан Республикасы Президентінің №152 Жарлығымен «Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы» коммерциялық емес акционерлік қоғамы Қазақстан Республикасы Президентінің жанындағы «Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы» коммерциялық емес акционерлік қоғамы болып өзгертілді.
Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2023 жылғы 11 сәуірдегі № 281 қаулысымен Қазақстан Республикасы Үкіметінің «Коммерциялық емес акционерлік қоғамды қайта атау туралы» қаулысымен Қазақстан Республикасы Ұлттық ғылым академиясы Қазақстан Республикасы Президентінің жанындағы «Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясы» коммерциялық емес акционерлік қоғамына айналды.