Inaugurată la 2 decembrie 1923 sub denumirea de „Muzeul de Istorie Naturală al Craiovei”, de către membrii Cercului Ştiinţific Craiovean condus de profesorul de ştiinţe naturale Marin Demetrescu, a devenit secţie a Muzeului Regional al Olteniei, în anul 1928.
La 13 mai 1928 s-a hotarât ca Muzeul de Istorie Naturală al Craiovei care, în anul 1927 a primit spre administrare şi colecţiile Muzeului de Etnografie şi Antichităţi al judeţului Dolj, să-şi „mărginească aria de explorare la ţinutul oltean” (Vincenz, 1928) şi să funcţioneze sub denumirea de Muzeul Regional al Olteniei, sub conducerea profesorului Marin Demetrescu.
Secţia de Ştiinţele Naturii a funcţionat iniţial în clădirea Prefecturii; între anii 1934 – 1948 s-a mutat în actualul sediu al Secţiei de Etnografie, iar între anii 1949 – 1975 a funcţionat în actualul sediu al Secţiei de Arheologie – Istorie.
În această perioadă, patrimoniul Secţiei de Ştiinţele Naturii a fost dat spre vizitare publicului sub diferite forme de expunere pâna în anul 1963, când s-a dat în circuit expozitia de bază, amenajată la parterul clădirii din strada Madona Dudu nr. 44, realizată după un proiect tematic întocmit de profesorul dr. Ioan Firu. Această expoziţie a fost desfiinţată în anul 1975 pentru extinderea expoziţiei de bază a Secţiei de Istorie – Arheologie.
Între anii 1975 – 1986, din lipsa unui spaţiu adecvat, activitatea expoziţională a Secţiei de Ştiinţele Naturii a încetat, continuând activitatea de completare şi diversificare, evidenta şi valorificare ştiinţifică a patrimoniului.
Noua campanie expozitională a început la 13 martie 1986, la parterul clădirii din strada Popa Sapca nr. 8 unde funcţioneaza şi în prezent, când au fost date în circuit de vizitare două expoziţii temporare: „Fluturii – petale zburătoare” si „Din lumea animalelor”. Cele două expoziţii, au fost urmate periodic de zeci de expoziţii temporare care au avut darul de a rula valorosul patrimoniu, îmbogăţit şi diversificat de-a lungul anilor cu piese muzeale rezultate în urma activităţii de cercetare a muzeografilor. Anual au fost realizate cel puţin patru expoziţii temporare la sediul Secţiei, unele dintre ele fiind itinerate la alte muzee din ţară (Drobeta Turnu Severin, Timişoara, Târgu Mureş, Brăila, Curtea de Argeş, Suceava, Bacău, Bârlad, Bistriţa Năsăud etc).
La 18 septembrie 2008, s-a vernisat expoziţia de bază de la etajul I, amenajată în urma implementării proiectului „Creşterea atractivităţii turistice a municipiului Craiova şi a judeţului Dolj prin amenajarea expoziţiei de bază de la etajul I – Secţia de Ştiinţele Naturii a Muzeului Olteniei Craiova”, depus la 16 decembrie 2002, în cadrul Programului PHARE 2001 Coeziune Economica si Sociala – Schema de finanţare nerambursabilă pentru proiecte de infrastructură mica, de către C.J. Dolj, în parteneriat cu Muzeul Olteniei – Secţia de Ştiinţele Naturii (foto 1-3).
La 22 februarie a fost introdusă în circuitul expoziţional şi expoziţia de bază de paleontologie “Oltenia – Terra fossilis”, amenajată la parterul imobilului din str. Popa Şapcă nr. 8.
