El 31 de agosto de 1829, a propuesta del comandante Anton Philipp Freiherr von Breidbach-Bürresheim, 141 vecinos de Wiesbaden fundaron la "Asociación de Historia Natural del Ducado de Nassau", que recibió su nombre actual tras la anexión de Nassau a Prusia en 1866.

El objetivo de la asociación era "... despertar el interés por la naturaleza y su estudio, hacer posible este último y fomentarlo mediante colecciones organizadas de todos los reinos naturales y dar a la historia natural la mayor relevancia posible para la vida práctica". La fundación tuvo lugar en la primera planta del Erbprinzenpalais (hoy sede de la Cámara de Industria y Comercio de Wiesbaden), en la calle Wilhelmstraße. Al mismo tiempo se creó aquí el Museo de Historia Natural (hoy Colecciones de Historia Natural del Museo de Wiesbaden), cuyos fondos iniciales incluían la colección de aves del barón von Breidbach-Bürresheim, la colección de minerales y rocas del barón Karl vom und zum Stein y la colección de mariposas e insectos de Johann Isaac Freiherr von Gerning.

Johann Karl Jakob Thomae introdujo en 1838 las conferencias científicas y de divulgación, que se siguen organizando en la actualidad. La década de 1840 marcó el primer apogeo de la asociación, que en aquella época contaba con más de 500 miembros de pleno derecho y un gran número de miembros correspondientes y honorarios. Desde 1844, la asociación publica el Jahrbuch des Nassauischen Vereins für Naturkunde, del que se han publicado 133 volúmenes hasta la fecha. En él se han publicado numerosos trabajos científicos importantes sobre la geología y la biología de la región y el contenido del NWS. Actualmente, todas las publicaciones de la asociación están disponibles digitalmente en CD y, desde 2010, la primera página de cada artículo especializado del anuario también puede consultarse en la página web de la asociación. A partir de 1866, las mujeres también pasaron a ser miembros de la asociación.

Los presidentes de esta época fueron el geólogo Carl Ludwig Fridolin von Sandberger, el químico Carl Remigius Fresenius, el entomólogo Carl Ludwig Konrad Kirschbaum, el geólogo y experto en murciélagos Carl Koch y el otólogo y experto en mariposas Arnold Andreas Friedrich Pagenstecher. Les siguieron el químico Heinrich Fresenius y el geólogo August Leppla. Tras la muerte de este último, el profesor de gramática y más tarde director Friedrich Heineck asumió la dirección de la asociación, que dirigió hasta 1960, con una interrupción de 1938 a 1945.

En 1915, la asociación y su colección de historia natural se trasladaron al ala norte del nuevo edificio del museo, que había sido construido por la ciudad de Wiesbaden, propietaria del museo desde 1900. Heineck consideraba que la principal tarea de las colecciones expuestas era educar a los visitantes. Para ello contó con el apoyo del geólogo Max Galladé, el conservador de zoología Christian Fetzer y el taxidermista Joseph Burger.

Durante la era nacionalsocialista, Heineck dimitió como presidente en 193 y Karl Fill, director del Museo de Historia Natural desde 1938, se convirtió en su sucesor. El destino de los miembros de la asociación que fueron perseguidos por los nazis por ser judíos y tuvieron que abandonar la asociación en 1938 se relata en el Anuario 128/2007.

La primera asamblea general después de la guerra tuvo lugar el 15 de abril de 1946. Heineck fue reelegido presidente. En el invierno de 1946/47 se reanudaron las conferencias y en 1947 se organizaron las primeras excursiones. La colección de historia natural se restableció con grandes dificultades. Fritz Neubaur, que trabajaba en el museo desde 1948 y era jefe de la colección de historia natural desde 1951, prestó una importante ayuda. El número de miembros ascendió a más de 400 a finales de 1956.

En 1960, el geólogo Karl Franz Michels asumió la presidencia de la asociación. Bajo sus sucesores, los geólogos Hansjoachim Lippert y Ernst Pauly, se produjo un descenso constante del número de miembros a pesar de un ambicioso programa de actos. Sólo bajo su sucesor a partir de 1996, el geólogo Hans-Jürgen Anderle, el número de miembros volvió a aumentar hasta superar los 330. Ello se debió a la apertura de la nueva sede de la Asociación de Geólogos de Alemania. Ello se debió a la apertura de la asociación al mundo exterior y, no en último término, a los mediáticos esfuerzos de la asociación por preservar la colección de ciencias naturales, cuya existencia se vio temporalmente amenazada por el cambio de orientación de la labor del museo hacia el arte moderno.

La asociación ya ha sido galardonada en tres ocasiones con la placa de oro de la ciudad de Wiesbaden, capital del estado federado: en 1952, tras la finalización de la nueva instalación de la colección expuesta, en 1979, con motivo de su 150 aniversario, y en 2004, en las celebraciones del 175 aniversario en la Kurhaus.