1930年成立于南京的中央研究院自然历史博物馆。

1934年更名为中央研究院动植物研究所。

抗战期间，曾先后迁至湖南南岳、广西阳朔，重庆北碚，抗战胜利后迁至上海。

1950年，在上海更名为中国科学院水生生物研究所。

1954年，从上海迁至武汉。

原中央研究院自然历史博物馆积累的大量淡水鱼类标本和资料也随之被带到武汉，其中最宝贵的是一些命名新种的模式标本。此后，标本收藏不断增加，发展为淡水鱼类标本馆。同时，水生所从事水生无脊椎动物和藻类的研究室，也分别建立了无脊椎动物、藻类等多个独立的标本室。

目前，水生生物博物馆收藏有40万号标本，包括我国淡水鱼类标本1000余种，30余万号；鱼类模式标本260种，产自国外34个国家和地区的鱼类标本600余种；藻类标本2万多号；以及部分水生无脊椎动物标本。