Slottet åbnede for publikum i 1838, og her kunne man gå på opdagelse i kongeslægtens historie fra Christian 4.s tid op til nutiden. Ved åbningen blev der blandt andet etableret et værelse med Frederik 6.s ejendele, selvom kongen først døde året efter. Den kronologiske gennemgang og de møblerede interiører, som stadig præger Rosenborg Slot i dag, blev introduceret for første gang i europæisk museumsverden.
Samlingen voksede fortsat, og i 1960'erne blev der taget initiativ til at oprette en afdeling på Amalienborg for den nyere del af kongeslægten. Dette blev realiseret i 1977, og senere i 1994 med lokaler i Christian VIII's Palæ. Opdelingen mellem de to afdelinger er sat ved år 1863, hvor Rosenborg Slot udstiller de oldenborgske konger og Amalienborg de glücksborgske.
I april 2012 blev en omfattende restaurering af Marmorgemakket på slottet afsluttet. Gemakket er enestående, da der ikke findes andre lige så velbevarede rum med den særlige kunstmarmorering.