Здание Геологического музея расположено на территории бывшего Нуровского сиротского приюта, основанного в 1857 году екатеринбургским предпринимателем и общественным деятелем Михаилом Нуровым. В 1924 году все здания сиротского приюта были национализированы и преданы в ведение Уральского отделения Геологического комитета. В 1931 году на месте главного дома приюта было построено четырехэтажное общежитие для сотрудников комитета. Со второй половины 1930-х годов участок и постройки стали разделять Геолого-разведочный трест и Горный институт, которому отошел весь участок. В 1937 году в бывшем реконструированном общежитии разместился геологичсекий музей, переданный вместе со зданием Горному институту в начале 1938 года. Тогда же со стороны северного фасада к нему начали пристраивать корпус института, строительство которого закончилось к 1944 году.