O Museu Nacional dos Coches foi fundado a 23 de maio de 1905 pela Rainha D. Amélia de Orleães e Bragança, consorte do Rei D. Carlos I. O seu objetivo era preservativo: a coleção real de coches cerimoniais — acumulada pela Casa de Bragança ao longo de quatro séculos — corria o risco de ser dispersa. Cinco anos depois, o rei e o príncipe herdeiro foram assassinados no regicídio de Lisboa de 1908; em 1910, a monarquia foi abolida. O museu preventivo de Amélia salvou as carruagens.
A sede original do museu era o Picadeiro Real — a escola de equitação real construída em 1726 pelo arquiteto italiano Giacomo Azzolini junto ao Palácio de Belém. A sala abobadada do Picadeiro Real é, por si só, um dos mais belos interiores do século XVIII em Lisboa, com teto pintado e varanda dourada. A partir de setembro de 2025, o Picadeiro Real entrou em renovação faseada; os visitantes devem confirmar o estado de funcionamento antes de reservar o edifício histórico.
Em 2015, foi inaugurado um novo edifício do museu do outro lado da Avenida da Índia, projetado pelo arquiteto brasileiro vencedor do Prémio Pritzker Paulo Mendes da Rocha. Trata-se de um pavilhão brutalista de betão de 12.000 m², erguido sobre colunas esbeltas, com um único salão iluminado naturalmente que alberga a maior parte da coleção de 70 veículos. A coleção abrange desde uma carruagem de viagem do final do século XVI do Rei Filipe II de Espanha — a carruagem mais antiga do seu tipo no mundo — passando pelos grandes veículos cerimoniais barrocos do século XVIII até aos landaus do final do século XIX dos últimos reis portugueses.
A peça emblemática do museu é o Coches dos Oceanos, construído em 1716 em Roma e integrando a embaixada do Rei D. João V ao Papa Clemente XI. O coche é incrustado com figuras alegóricas esculpidas e douradas dos Oceanos Atlântico e Índico, do Triunfo e da Fama, numa linguagem barroca berniniana que anunciava a riqueza global portuguesa no auge do ciclo do ouro brasileiro. O coche foi conduzido uma vez por Roma e depois enviado de volta para Lisboa; desde então não se moveu.