Het Museu Nacional dos Coches werd op 23 mei 1905 opgericht door koningin D. Amélia van Orléans en Bragança, gemalin van koning D. Carlos I. Haar doel was behoud: de koninklijke collectie ceremoniële koetsen — vier eeuwen lang verzameld door het Huis Bragança — dreigde uiteengerukt te worden. Vijf jaar later werden de koning en de kroonprins vermoord tijdens de koningsmoord in Lissabon in 1908; in 1910 werd de monarchie afgeschaft. Amelia's preventieve museum redde de koetsen.
De oorspronkelijke locatie van het museum was de Picadeiro Real — de koninklijke rijschool gebouwd in 1726 door de Italiaanse architect Giacomo Azzolini naast het Belém Paleis. De tongewelfhal van de rijschool is zelf een van de mooiste 18e-eeuwse interieurs in Lissabon, met een beschilderd plafond en verguld balkon. Vanaf september 2025 ondergaat de Picadeiro Real een gefaseerde renovatie; bezoekers dienen de openingstijden te controleren voordat ze het historische gebouw boeken.
In 2015 werd een nieuw museumgebouw ingehuldigd aan de overkant van de Avenida da Índia, ontworpen door de met de Pritzgerprijs bekroonde Braziliaanse architect Paulo Mendes da Rocha. Het is een 12.000 m² brutalistisch betonnen paviljoen op slanke zuilen, met een enkele natuurlijk verlichte hal die het grootste deel van de collectie van 70 voertuigen herbergt. De collectie zelf strekt zich uit van een reiskoets uit de late 16e eeuw van koning Filips II van Spanje — de oudste nog bestaande koets van dit type ter wereld — via de grote barokke ceremoniële voertuigen uit de 18e eeuw tot de landauers uit de late 19e eeuw van de laatste Portugese koningen.
Het pronkstuk van het museum is de Coach of the Oceans, gebouwd in 1716 in Rome en onderdeel van koning João V's ambassade naar paus Clemens XI. De koets is versierd met gebeeldhouwde en vergulde allegorische figuren van de Atlantische en Indische Oceaan, van Triomf en Faam, in een Berninieske baroktaal die de Portugese wereldwijde rijkdom aankondigde op het hoogtepunt van de Braziliaanse goudcyclus. De koets werd eenmaal door Rome gereden, vervolgens terug verscheept naar Lissabon; hij heeft sindsdien niet meer bewogen.