Gia Long - vị vua khai sáng triều Nguyễn, ban chiếu kêu gọi toàn dân nêu ý tưởng thành lập một cơ quan viết sử vào tháng Sáu năm Gia Long thứ 10 (1811), rằng: “Nay đất nước đã thống nhất, cần phải tìm xét rộng rãi. Phàm dân chúng các ngươi như có điển xưa việc cũ, hoặc do ở kho nhà nước còn để lại, hoặc được ở nhà riêng ghi chép, hết thảy điển chương điều lệ, cho phép do quan địa phương sở tại dâng lên” [1]

Năm 1820, Vua Minh Mệnh ban dụ: “Trẫm muốn dựng Sử quán, sai các bậc Nho thần soạn tập bộ Quốc sử thực lục”[2]. Tháng 6 năm này, Quốc sử quán bắt đầu được khởi công xây dựng [3] “ở địa phận phường Phú Văn[4] trong Kinh thành”[5].

Quốc sử quán được khai trương chính thức vào năm Minh Mệnh thứ 2 (1821), tại điện Cần Chánh[6], triều đình đã tổ chức ban yến cho các quan văn, võ đại thần vì đây là điển lệ to lớn của đất nước. Đứng đầu Quốc sử quán có Tổng tài[7], Phó Tổng tài[8]; giúp việc có bốn viên Toản tu[9], tám viên Biên tu[10], bốn viên Khảo hiệu[11], sáu viên Đằng lục[12], sáu viên Thu chưởng[13]. Ngoài ra, còn có một số thợ khắc bản in.

Ban đầu, Quốc sử quán xây dựng chỉ có một tòa nhà chính ở giữa, rồi qua các đời vua Thiệu Trị và Tự Đức xây mở rộng thêm hai dãy tả hữu và khu tồn trữ các bản khắc gỗ. Năm Thiệu Trị thứ nhất (1841) nhà vua ra lệnh “cho lấy Quốc sử quán làm nơi biên soạn sử”[14] và “sai làm nhà công thự của chức Toản tu và nhà giải vũ dài của chức Biên tu” [15].

Hoạt động biên soạn sử sách dưới triều Tự Đức được tiến hành rầm rộ, tài liệu sử dụng cũng như sách vở in ấn cũng nhiều hơn, do số lượng công trình được biên soạn và khắc in xong đã khá nhiều, nên triều đình cho xây thêm một nhà dài phía sau trụ sở Quốc sử quán để làm khu tồn trữ các bản khắc gỗ dùng in sách tại Sử quán gọi là Tàng bản đường vào năm Tự Đức thứ hai (1849)[16] và năm Tự Đức thứ 10 (1857)[17].