31 мая 1946 года в соответствии с постановлением Совета Народных Комиссаров СССР от 26 октября 1945 года Президиум Верховного Совета Казахской ССР, Совет Министров Казахской ССР и ЦК КП(б) Казахстана приняли постановление №439 «Об учреждении Академии наук Казахской ССР» на базе существующего филиала АН СССР. Этим постановлением установлен день учреждения Академии наук Казахской ССР — 1 июня 1946 года.
Первым президентом Академии наук был избран академик Академии наук СССР и Академии наук КазССР Каныш Имантаевич Сатпаев.
11 марта 1996 года Указом Президента Республики Казахстан №2895 «О мерах по совершенствованию системы государственного управления наукой в Республике Казахстан» Национальная академия наук РК, Казахская академия сельскохозяйственных наук и Министерство науки и новых технологий РК были объединены в центральный исполнительный орган в составе Правительства РК – Министерство науки – Академия наук Республики Казахстан.
12 февраля 1999 года Указом Президента Республики Казахстан № 34 «О Национальной Академии наук Республики Казахстан» Национальная Академия наук Республики Казахстан образована в форме республиканского государственного учреждения.
В 2022 году Национальной академии наук возвращен государственный статус. Об этом заявил Президент Республики Казахстан Касым‑Жомарт Токаев, выступая 1 июня 2022 года на юбилейной сессии Национальной Академии наук, посвященной 75‑летию организации: «- Академия должна стать центром научной мысли и авторитетной структурой, осуществляющей экспертную деятельность. Нам крайне важно повысить ее роль. В связи с этим Академии будет присвоен государственный статус…».
Таким образом, Постановлением Правительства Республики Казахстан от 14 декабря 2022 года №1003 было создано некоммерческое акционерное общество «Национальная академия наук Республики Казахстан» со стопроцентным участием государства в уставном капитале.
27 марта 2023 года Указом Президента Республики Казахстан №152 «О некоторых вопросах Национальной академии наук Республики Казахстан» некоммерческое акционерное общество «Национальная академия наук Республики Казахстан» было переименовано в некоммерческое акционерное общество «Национальная академия наук Республики Казахстан» при Президенте Республики Казахстан.
Постановлением Правительства Республики Казахстан от 11 апреля 2023 года № 281 Правительство Республики Казахстан постановило переименовать некоммерческое акционерное общество «Национальная академия наук Республики Казахстан» в некоммерческое акционерное общество «Национальная академия наук Республики Казахстан» при Президенте Республики Казахстан.