2010年博物馆开始筹建，经陕西省文物局、西安市文物局两级文物主管部文物专家组审核后,由陕西省民政厅民间组织管理局批准成立,地址设在西安市高新四路30号；
2012年5月15日，举行开馆典礼，博物馆正式开放。原陕西省副省长巩德顺,陕西省文物局副局长刘云辉，西安市文物局局长郑育林及国内知名专家、学者参加了开幕仪式。
2012年荣获全国民办博物馆展品博览会先进集体；
2012年6月16日，博物馆西北大学国际商学院爱国主义教育基地建立；
2013年11月1日-30日，在西安大明宫国家遗址博物馆举办《汉唐石刻雕塑艺术展》；
2014年倡导成立西安古代石刻艺术研究会,秦航理事长任名誉会长；
2014年11月9日，在西安钟鼓楼博物馆举办《“木人石心”--纪念玄奘大师西行回国一千三百七十年西安民间收藏石刻展》；
2015年1月1日，在西安市大兴善寺举办《古代佛教石刻艺术精品展》；
2015年荣获“年度陕西省民间博物馆协会工作先进单位”；
2016年5月，陕西汉唐石刻博物馆加入陕西省博物馆教育联盟，成为会员单位；
2016年9月7日，“丝绸之路国际博物馆友好联盟"正式成立,陕西汉唐石刻博物馆成为联盟组织成员之一；
2016年9月7日，全国非国有博物馆协作体办公会议通过成立“全国非国有博物馆协作体古代石刻专业委员会”, 聘任秦航理事长为专业委员会主任；
2016年10月27日--12月27日，在曲江新区举办《狮吼长安--关中古代石狮展》；
2016年11月17日--2017年2月15日,在西安大唐西市艺术品中心ACBD举办《“佛光石韵"一中国佛教石刻精品展》；
2017年1月19日加入中国博物馆协会，成为会员单位；
2017年4月25日-5月25日与天津美术学院美术馆合作举办《"石韵清华”-丝路神州古代石雕石刻展》；
2017年4月18日--6月25日与浙江省博物馆共同举办《虔生出净世--中国古代汉传佛教造像展》；
2018年9月27日-12月15日，在宜兴市博物馆举办《汉唐石韵-长安古代石刻艺术精品展》；
2018年9月与沣东自贸新天地签署长期合作协议，同年10月，沣东新馆筹备工作正式开始；
2019年9月30日沣东馆区正式揭牌。
2020年12月21日获评国家三级博物馆
