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].

Năm Tự Đức thứ 14 (1861), khi chuẩn bị khắc in sách Thực lục chính biên đệ nhị kỉ, trang thiết bị ở Quốc sử quán, như tủ đựng sách và bàn viết, cũng đã được quy định một cách chi tiết rằng: “Ở Sử quán chứa sách, cần dùng một hòm thếp vàng, các bề dài, rộng, ngang, cao, đều theo mẫu mực cũ mà làm, sơn son thếp vàng, vẽ rồng mây, có khóa chìa, 4 góc bịt thau mạ vàng. Việc chứa bản in thì chiếu y như trước: Làm 10 cái giá gỗ, chung quanh đều dựng song gỗ để cho thông thoáng; Mỗi giá chia 3 tầng, tầng thứ nhất làm 2 cửa, tầng thứ hai làm 3 cửa, tầng thứ ba làm 2 cửa, cánh cửa cũng làm kiểu song gỗ, đều có khóa; Các bề dài, ngang, cao, rộng vẫn theo mẫu cũ mà làm, thảy đều sơn son. Ghế viết sách 15 cái, đều có tầng dưới, bề dài ngang cao rộng cũng theo mẫu cũ mà làm, đều sơn son. Ghế để sách 6 cái, mỗi cái dài trên dưới 5 thước, ngang 1 thước 5 tấc, cao 2 thước 2 tấc, đều sơn son. Tràng kỉ 15 cái, mỗi cái dài trên dưới 7 thước, mặt rộng 1 thước, dày 1 tấc 5 phân, cao 1 thước” [18].

Những ván in, sách sau khi được in ra được chuyển đến bảo quản tại điện Càn Thành, thượng tầng Đông Các và Quốc sử quán để phục vụ việc in dập và ban cấp cho các nơi theo mệnh lệnh của vua. Nhờ đó, những bộ chính văn, chính sử khi in ra sẽ tránh được tình trạng tam sao thất bản trong quá trình nghiên cứu, sử dụng. Sau khi hoàn thành bộ chính sử, sẽ dâng cả bản chính và phó ở điện Càn Thành, Đông Các và Sử quán [19].

Quốc sử quán triều Nguyễn là một cơ quan văn hóa - giáo dục chịu sự chi phối trực tiếp của nhà vua; dưới sự giám sát của Bộ Lại và Đô sát viện; tuân thủ những nghi thức do Bộ Lễ đặt ra. Tháng Chín năm Tự Đức thứ 31 (1878), triều đình “cấp cho một con dấu bằng đồng, khắc bốn chữ Quốc sử quán ấn, một con dấu kiềm bằng ngà khắc hai chữ Sử quán”[20], mục đích nhằm nâng cao vai trò chuyên trách của Quốc sử quán, khẳng định pháp lí của bộ máy công quyền trong việc biên soạn quốc sử.

Các vị vua từ Gia Long đến Tự Đức đã quan tâm đặc biệt đối với công tác biên soạn sử sách, kết quả của sự quan tâm ấy là Quốc sử quán ngày càng được xây dựng chặt chẽ và quy mô hơn. Nguồn sử liệu gốc - Châu bản triều Nguyễn ghi chép lại lịch trình sửa chữa tu bổ trụ sở Quốc sử quán vào các năm Tự Đức thứ 26 (1873)[21], Kiến Phúc thứ nhất (1884)[22], Thành Thái thứ 9 (1897)[23], Thành Thái thứ 18 (1906) [24], Duy Tân thứ 4 (1910)[25], Khải Định thứ 2 (1917)[26].

Bên cạnh việc chuyên trách biên soạn Chính sử, thực lục các triều vua. Quốc sử quán triều Nguyễn còn hoàn thành nhiều công trình khác nữa về Liệt truyện, Địa lí chí, Cương mục, Tôn phả, Toản tu Ngọc điệp, Chính yếu,… Có thể kể: Đại Nam thực lục (Tiền biên, Chính biên), Khâm định Việt sử Thông giám cương mục, Quốc triều chính biên toát yếu, Đại Nam nhất thống chí, Đồng Khánh địa dư chí,… Quốc sử quán triều Nguyễn còn có nhiệm vụ khắc in, in ấn, phân phối và lưu chiểu các ấn phẩm và lưu trữ, bảo quản sách vở, tài liệu, các tư liệu tham khảo cũng như các mộc bản.

Vào những năm cuối thế kỷ XIX sang đầu thế kỷ XX, Quốc sử quán triều Nguyễn đã in ấn một khối lượng lớn những bộ lịch sử của dân tộc. Tuy nhiên, chiến tranh đã gây thất thoát rất đáng kể. Sau năm 1947, chính quyền đã cho thu thập và tạm thời tàng trữ tại hiên sau của Viện Văn hóa Trung Việt, tức Bảo tàng Mỹ thuật Cung đình ngày nay, rồi sau đó chuyển lên Văn khố Đà Lạt. Người ta dùng gỗ cây thị để khắc in vì thớ gỗ mịn, không bị cong vênh. Quốc sử quán triều Nguyễn đã để lại cho thế hệ sau - Di sản Mộc bản là những tấm gỗ khắc chữ Hán hoặc chữ Nôm ngược để in ra thành sách và một khối lượng tài liệu đồ sộ, đặc biệt là những bộ sử và các công trình mang tính bách khoa do nhà nước tổ chức biên soạn rất có giá trị về nội dung cũng như hình thức. Ngày nay, bất cứ nhà khoa học nào muốn nghiên cứu về các lĩnh vực thuộc khoa học nhân văn Việt Nam thế kỉ XIII, XIX đều cần tiếp cận, sử dụng nguồn tư liệu chính thống này do Quốc sử quán để lại.