据南梁殷云《月令广义·七月令》记载，手工织造的南京云锦开始于东晋末年，经过宋、元时期的发展，至明、清时期，其生产规模与水平达到鼎盛。清康、嘉年间，南京云锦生产达到高峰，全城有织机3万多台，秦淮河一带机户云集，机杼声彻夜不绝。
随着封建王朝的崩溃，作为皇家御用贡品的南京云锦，逐渐衰落。
新中国成立后，党和政府对南京云锦这一宝贵的民族科技文化极为重视。1956年毛主席、周总理先后指示，要把云锦工艺继承下来，发扬光大。1957年，经江苏省政府批准建立了“南京云锦研究所”，这是新中国第一家工艺美术类研究所,作为全国唯一的云锦专业研究机构，承担着云锦继承和保护的历史重任。
南京云锦研究所先后整理出版了大型彩色图案集《南京云锦》和黑白图案集《南京云锦》，恢复了失传品种“双面锦”、“凹凸锦”，开发出人民大会堂江苏厅装饰用锦“雨花锦”等。同时征集购买了相当一批云锦匹料、块样、实物资料，为云锦的研究发展打下了良好的基础。
南京市云锦研究所的前身为1954年成立的“云锦研究工作组”，我国著名的工艺美术专家陈之佛教授担任研究工作组组长。这是新中国建国初期最早的工艺美术研究机构之一。1956年10月，周恩来总理亲自指示：“一定要南京的同志把云锦工艺继承下来，发扬光大。”1957年，经江苏省政府批准建立了“南京市云锦研究所”，这也是新中国第一家工艺美术类研究所由南京市手工业局（市二轻局前身）领导，南京市文化局业务指导。从此，南京市云锦研究所作为全国唯一的云锦专业研究机构，承担着云锦继承和保护的历史重任。
1973年，研究所扩充了近百人的年轻队伍，建立了试验工厂。为了抢救开发我国各民族的民间织锦，1982年国家轻工部，拨专款决定在云锦研究所基础上建立“中国织锦工艺研究生产实验中心”，成立了在中国工艺美术学会领导下的织锦专业委员会，研究所为主任委员单位和学会所在地，同时在所内筹建了《中国织锦工艺陈列馆》，使研究所成为全国织锦行业中心。在国家文物局的领导和支持下，研究所于1986年成为文物局古代丝绸文物复制研究试验基地。1994年和市旅游局合作筹建了《中华织锦村》，使我国各民族的织锦工艺得以完整的保护并以实物、实景的形式展现在世人的眼前。
2004年7月21日，南京市文化（文物）局以“宁文字（2004）113号”文批复了云锦研究所《关于成立“南京云锦博物馆”业务归口的请示》，正式批准成立“南京云锦博物馆”。同年，在由南京市园林局与南京日报社联手推出的“南京新55景”评选活动和由《金陵晚报》发起的“新金陵48景”评选活动中，南京云锦博物馆同时被收入“南京新55景”和“新金陵48景”的名录之中。
2004年12月23日，国家质量监督检验检疫总局对外发布公告：授予“南京云锦”原产地域产品称号。
