Het NISS komt voort uit het voormalig Nationaal Instituut voor Scheepvaart en Scheepsbouw dat tot 1978 in Rotterdam bestond als maritiem-technisch museum. De voorbereidingen voor een modern museum, dat midden jaren dertig ook de luchtvaart tot zijn aandachtsgebied maakte, startten in 1916. Een aantal vooraanstaande Rotterdamse reders en cargadoors, zoals Bernard Ruys (Rotterdamsche Lloyd), Willem Anton Engelbrecht (Wambersie & Zn), Willem Hudig (Hudig & Veder) en Anton Kröller (Wm. H. Müller & Co), zagen het belang om de actuele maritieme industrie te promoten in het onderwijs en bij het algemene publiek. Lang voordat innovatie een kernbegrip werd in de scheepvaart en scheepsbouw, opende het museum in 1919 haar deuren. 

Eind jaren zeventig moest het gebouw waarin het NISS samen met het Maritiem Museum 'Prins Hendrik', het huidige Maritiem Museum Rotterdam, was gehuisvest, wijken voor de aanleg van de metrolijn naar Schiedam. Zowel het gebouw als de collectie werden verkocht aan de gemeente Rotterdam. De scheepsmodellen en schilderijen maken sindsdien deel uit van het Maritiem Museum Rotterdam en de opbrengst van gebouw en collectie werd het stamkapitaal van het Ondersteuningsfonds NISS.