Ernst Haeckel gründete das Phyletische Museum und finanzierte weitgehend aus privaten Mitteln und mit Hilfe anderer Stifter den Bau.
Gruppenbild bei der Grundsteinlegung, u.a. mit Ernst Haeckel (Mitte) und dem Kupferstecher Adolf Giltsch.
Haeckel schenkte es der Friedrich-Schiller-Universität Jena anlässlich ihres 350. Gründungsjubiläums. Haeckel war zu diesem Zeitpunkt 75 Jahre alt und wollte damit sein Lebenswerk krönen, das in Jena entstanden war. Allerdings überwarf er sich mit dem ersten Direktor Ludwig Plate und musste sich in sein Wohnhaus in der Bergstraße zurückziehen – heute das Ernst- Haeckel Haus.
Phylogenie bedeutet stammesgeschichtliche Entwicklung der Lebewesen im Verlauf der Erdgeschichte. Der Begriff wird aus zwei griechischen Wörtern gebildet: Phylos bedeutet Stamm oder Geschlecht. Genese bedeutet Geburt oder Entstehung. ‚Phyletisch‘ ist eine selten gebrauchte Kurzform von ‚phylogenetisch‘. Ein wichtiger im Museum verwendeter Fachbegriff ist ‚monophyletisch‘. Dies kennzeichnet Gruppen, die einen nur ihnen gemeinsamen Vorfahren besitzen. Heute würde man das Museum wahrscheinlich Evolutionsmuseum nennen.
Während der DDR-Zeit wurde das Museum modernisiert, wobei ‚unmoderne‘ Deckenbilder, Erinnerungstafeln und Teile der Ornamente der Fassade entfernt wurden.
Im Jubiliäumsjahr wurde die Fassade (mit Ausnahme des Daches) fachgerecht rekonstruiert . Dabei wurden die Ornamente wieder hergestellt.