La collezione di meteoriti, sviluppatasi nel tempo soprattutto grazie alle donazioni di collezionisti privati, inizialmente la collezione era nelle mani del Museo. Le prime due meteoriti (Juvinas e L'Aigle) erano già presenti al momento della sua fondazione nel 1838, quando i nobili milanesi Giuseppe De Cristoforis e Giorgio Jan decisero di riunire le loro importanti collezioni mineralogiche nel Convento di Santa Marta. Le collezioni furono successivamente trasferite a Palazzo Dugnani nel 1863 e, secondo un manoscritto inedito intitolato "Le meteoriti" di Camillo Marinoni (assistente curatore di mineralogia), nel 1870 erano presenti 12 meteoriti. Nel 1913, poco dopo il trasferimento della collezione nell'edificio vittoriano di Corso Venezia dove è tuttora conservata, il numero dei meteoriti salì a 22 grazie alla donazione delle collezioni mineralogiche e paleontologiche del Borromeo.

Tre meteoriti furono acquisiti tra le due guerre mondiali e altri 27 meteoriti nel 1950, grazie alla donazione delle collezioni mineralogiche di Francesco Mauro. Novantadue campioni di 50 cadute sono documentati dall'ex curatore della collezione mineralogica, Vincenzo de Michele, in un catalogo pubblicato nel 1965 che fornisce il primo resoconto dettagliato della collezione di meteoriti. Nel 1986 il numero di meteoriti è salito a 64, secondo l'elenco fornito da de Michele in una guida generale ai meteoriti. Oggi la colleziona ammonta a più di 200 pezzi.