Der Grand Palais wurde zur Pariser Weltausstellung 1900 unter der Leitung des Architekten Charles Girault nahe der Avenue des Champs Élysées errichtet. Danach diente insbesondere die große Halle des Palais Kunstausstellungen und zahlreichen anderen Veranstaltungen. 1964 beauftragte der damalige Kulturminister André Malraux den befreundeten Maler und Ausstellungskurator Reynold Arnold mit der Einrichtung von Räumen für Kunstausstellungen im Nordflügel des Palais. Diese als eine Art Kunsthalle fungierenden neu geschaffenen Galeries nationales sind über den Eingang am Square Jean Perrin an der Avenue du Général Eisenhower zu erreichen. Davor steht die Brunnenskulptur Miroir d’eau, la Seine et ses affluents von François-Raoul Larche.
Die erste Ausstellung in den Galeries nationales zeigte von Juni bis August 1966 unter dem Titel L’Art Nègre Kunst aus Subsahara-Afrika.[1] Daran schloss sich die große Retrospective zum 85sten Geburtstag von Pablo Picasso an.[2] Seit dieser Zeit fanden in den Räumen mehr als 250 Ausstellungen statt, die in der Regel von der Réunion des musées nationaux organisiert wurden, zu denen die Galeries nationales seit September 2005 auch administrativ gehören.[3] 2011 fusionierte die Betreibergesellschaft des Gebäudes mit der Vereinigung der staatlichen zur neuen Réunion des musées nationaux et du Grand Palais des Champs-Élysées, so dass seither die Galeries nationales und die anderen Ausstellungsflächen des Grand Palais in einer Dachgesellschaft organisiert sind.
Besonders großen Zuspruch erhielt 1980 eine Schau zu Claude Monet mit 504.000 Besuchern. Zu den Retrospektiven zu Édouard Manet 1983 und Pierre-Auguste Renoir 1985 kamen jeweils mehr als 800.000 Besucher.[4] Großen Zuspruch fanden in jüngerer Zeit die Ausstellung Picasso et les Maîtres, die 2008–2009 783.352 Besucher anzog und die Monet-Retrospektve 2011, zu der mehr als 913.000 Besucher strömten.[5] Ebenfalls großes Interesse weckte 2012–2013 die Schau zu Edward Hopper, bei der 784.000 Besucher in die Galeries nationales kamen.[6] Während der Sanierungsarbeiten des Grand Palais 2021–2024 zeigten die Galeries nationales vereinzelt Kunstausstellungen im Ausweichquartier Grand Palais Éphémère.