Il Museu Nacional dos Coches fu fondato il 23 maggio 1905 dalla regina D. Amélia di Orléans e Bragança, consorte del re D. Carlos I. Il suo intento era conservativo: la collezione reale di carrozze cerimoniali — accumulata dalla Casa di Bragança nel corso di quattro secoli — rischiava di essere smembrata. Cinque anni dopo il re e il principe ereditario furono assassinati nel regicidio di Lisbona del 1908; nel 1910 la monarchia fu abolita. Il museo preventivo di Amélia salvò le carrozze.
La sede originaria del museo era il Picadeiro Real — la scuola di equitazione reale costruita nel 1726 dall'architetto italiano Giacomo Azzolini accanto al Palazzo di Belém. La sala a volta a botte del maneggio è di per sé uno degli interni settecenteschi più belli di Lisbona, con soffitto dipinto e balcone dorato. Da settembre 2025 il Picadeiro Real è entrato in una ristrutturazione graduale; i visitatori dovrebbero verificare lo stato di apertura prima di prenotare l'edificio storico.
Nel 2015 è stato inaugurato un nuovo edificio museale dall'altra parte dell'Avenida da Índia, progettato dall'architetto brasiliano Paulo Mendes da Rocha, vincitore del Premio Pritzker. Si tratta di un padiglione in cemento brutalista di 12.000 m² sollevato su snelli pilastri, con un'unica sala illuminata naturalmente che ospita la maggior parte della collezione di 70 veicoli. La collezione stessa spazia da una carrozza da viaggio di fine Cinquecento del re Filippo II di Spagna — la più antica carrozza sopravvissuta del suo genere al mondo — attraverso i grandi veicoli cerimoniali barocchi del Settecento fino alle lande di fine Ottocento degli ultimi re portoghesi.
L'oggetto simbolo del museo è la Carrozza degli Oceani, costruita nel 1716 a Roma e facente parte dell'ambasciata del re João V a papa Clemente XI. La carrozza è incrostata di figure allegoriche intagliate e dorate degli Oceani Atlantico e Indiano, del Trionfo e della Fama, in un linguaggio barocco berniniano che annunciava la ricchezza globale portoghese all'apice del ciclo dell'oro brasiliano. La carrozza fu condotta una volta attraverso Roma, poi rispedita a Lisbona; da allora non si è più mossa.