Quando, nel 1865, è stata inaugurata la Scuola di orologeria di La Chaux-de-Fonds, ai professori è stato dato mandato di costituire una collezione, principalmente a scopo didattico.

L'importanza di questa collezione porta già nel 1883 alla creazione di una sottocommissione della Scuola di orologeria, incaricata di occuparsi da un lato della biblioteca e, dall'altro, della presentazione della collezione. Così, per 35 anni, vengono collezionati orologi da polso e da tavolo e movimenti che si mostrano solo allo sguardo di allievi e professori.
 

La ricchezza dei pezzi raccolti spinge un piccolo gruppo di appassionati, guidati da Maurice Picard, industriale orologiero, israelita di origine francese, a proporre l'apertura di un museo. In 1901, the municipal council, acting on the submission from Mr. Picard proposing the creation of a museum dedicated to the history of watchmaking, established an ad hoc commission and allocated temporary premises for the museum at Rue du Collège 9.

On the 24th March 1902, the authorities of the City of La Chaux-de-Fonds signed the charter of foundation for the Watchmaking museum. A room in the Watchmaking school was dedicated to the museum. 1902 also saw the addition to the collections of Ferdinand Berthoud's large no. 12 marine chronometer, an exceptional piece dating from 1774, demonstrating that, even at that time, the choice of objects required close scrutiny from the members of the commission.

Nel 1904, il consiglio comunale concesse al museo una sovvenzione. Le donazioni si moltiplicano e nel 1908 il museo deve già riprogettare la sua esposizione. Seguirono successi e riconoscimenti. Ma la guerra bloccò le nuove aggiunte alla collezione.

Le attività del museo riprenderanno solo nel 1920, donazioni e acquisti saranno abbondanti e, per i suoi 25 anni, grazie al sostegno finanziario della Fondazione Gottfried Keller, il museo si arricchisce di un orologio da tavolo musicale di Pierre Jaquet-Droz dotato di carillon con 9 campane e una serie di 12 flauti, la cui ricca decorazione raffigura la favola della cicogna e della volpe di La Fontaine

Nel 1931, la crisi si fa sentire: acquisti, donazioni, visite sono in netta diminuzione e la situazione stessa del museo è precaria: un posto ristretto, una collezione importante e preziosa conservata in locali angusti! Gli anni di guerra freneranno ancora lo sviluppo del museo, le collezioni verranno imballate per proteggerle.

Seguiranno altri 5 anni di attesa prima dell'arrivo di nuove prospettive rese possibili dal mecenatismo di due grandi organismi, l'SPPM (il patronato dei produttori di orologi) e l'Ufficio di controllo delle opere in metalli preziosi, che promettono entrambi un sostegno finanziario di 5.000.- franchi per 5 anni, poco tempo dopo il comune accorda al museo una sovvenzione di 3.000.- franchi.
 

I locali sono stati restaurati, nel 1952 viene aggiunta una nuova sala. Nello stesso anno, il museo ha 50 anni, viene acquisito un orologio smaltato della fine del XVII secolo con movimento inglese firmato da Henry Grendon e con cassa dipinta su smalto firmata dal ginevrino Huaud: la scena rappresentata raffigura Erode, Erodiade e Salomé.

Il museo riapre le porte al pubblico nella primavera del 1953.
Per l'istituzione inizia un nuovo periodo di fasti: vengono acquistati superbi orologi smaltati, alcuni provenienti dalla vendita della collezione del Re Faruk nel 1954, come lo splendido orologio firmato Abraham-Louis Breguet risalente al 1800 circa. I due lati dell'orologio sono ornati di smalti, nessuna delle facce mostra l'ora. La particolarità di questo tipo di orologio, inventato da Breguet alla fine del XVIII secolo, risiede nel fatto che consente la lettura al tatto. Il fondo decorato con Cupido con l'arco gira e la punta della freccia si appoggia su piccole sporgenze consentendo di leggere discretamente l'ora al tatto! Visitatori illustri, come Max Petitpierre, presidente della Confederazione nel 1955, scoprono il museo, come testimonia il libro d'oro. 

La crescita continua... 1957, è l'occasione per parlare di uno dei pezzi più notevoli entrati quell'anno nella collezione, un orologio a doppia cassa firmata John Arnold a Londra. Realizzato nel 1768 circa per il Re Giorgio III, questo orologio con la cassa esterna riccamente decorata di ori e smalti, suona le ore, i 10 minuti e i minuti supplementari. Il suo movimento è inoltre dotato di un sistema di compensazione termica identico a quello utilizzato dal grande orologiaio nei suoi cronometri per la marina.
 

Manca di nuovo lo spazio e questo porta alla constatazione che occorre un nuovo edificio in grado di accogliere il museo. Nel 1963, il professor Georges-Henri Rivière di Parigi, all'epoca direttore del Consiglio internazionale dei musei (ICOM),viene incaricato dal Consiglio comunale di eseguire uno studio sulle collezioni del museo di storia, delle belle arti e di orologeria della città. Il rapporto mette in evidenza la grande importanza della collezione del Museo di orologeria e insiste sulla necessità di nuovi spazi per presentarla "La Chaux-de-Fonds è la capitale mondiale dell'orologeria e il suo museo di orologeria deve essere il più bello del mondo...".
Pierre Imhof, presidente della Commissione del Museo di orologeria può ora mettersi all'opera per prevedere un futuro degno della città e delle collezioni. Il 1967 segna una svolta importante, viene creata la Fondazione Maurice Favre per raccogliere una parte importante dei finanziamenti necessari alla costruzione di un nuovo edificio.

Nel 1968, prende il nome di MUSÉE INTERNATIONAL D'HORLOGERIE con sottotitolo L'HOMME ET LE TEMPS e viene indetto un concorso di architettura per la costruzione di un museo nell'ambito del parco del Museo di storia al fine di creare una sinergia con quest'ultimo e il vicino Museo delle belle arti. Tra oltre trenta progetti, viene scelto quello degli architetti Pierre Zoelly e Georges-Jacques Haefeli.
 

I lavori hanno inizio nel 1972 e nel 1974 viene inaugurato in edificio dall'architettura all'avanguardia, in gran parte sotterraneo, uno scrigno degno di una collezione unica al mondo.
È anche l'occasione per presentare gli affreschi di Hans Erni realizzati per l'Esposizione universale di Bruxelles del 1958 e offerti in quest'anno di inaugurazione al Musée international d'horlogerie dalla Camera svizzera di orologeria, che orneranno la grande sala prevista per le mostre, le conferenze e altri manifestazioni.
Il Musée international d'horlogerie, che rappresenta un nuovo concetto museografico per la presentazione delle collezioni, dovuta a Serge Tcherdyne, Pierre Bataillard e Mario Gallopini, ma anche un nuovo concetto scientifico, ha la particolarità di riunire tre centri di competenza ben distinti: un museo, un centro di restauro di oggetto orologieri antichi e un Centro studi interdisciplinare del tempo che riunisce nella sua biblioteca e nei suoi fondi periodici, opere originali, cataloghi di vendita, pubblicità, documenti iconografici e vari, che lo rendono un centro di importanza internazionale per la ricerca.

Nel 1980 viene realizzata l'ultima fase della costruzione, l'installazione del monumentale carillon che completa l'architettura esterna del museo: orologio cinetico, strumento musicale, scandisce l'ora, di quarto d'ora in quarto d'ora, con arie in accordo con le stagioni. Questo è anche l'anno della creazione dell'associazione degli amici del Musée international d'horlogerie, gli "amisMIH". Proprio grazie a loro è possibile acquistare numerosi pezzi di pregio e consentire quindi l'ampliamento e l'arricchimento della collezione.

Nel 1989 viene creata l'istituzione l'Homme et le Temps, l'uomo e il tempo, al fine di intensificare i rapporti con il mondo scientifico e l'insegnamento superiore, vengono quindi proposti regolarmente dei convegni su vari argomenti che si alternano a mostre temporanee tematiche. Le edizioni omonime pubblicano regolarmente cataloghi di mostre e opere tematiche e scientifiche.
 

In linea con la sua opera di riconoscimento dell'orologeria, della sua storia e della sua tecnica, nel 1993 il Musée international d'horlogerie conferisce per la prima volta il Premio Gaïa, destinato a premiare personalità che hanno operato nei settori dell'orologeria e della misura del tempo, dalla creazione all'industria, passando per la storia.

Desiderosi di adattare il museo alle nuove presentazioni e ai nuovi approcci museografici, i responsabili dell'istituzione studiano costantemente il rinnovo della mostra, rielaborandola pur conservando la particolare atmosfera del sito.
Modelli didattici, audioguide, sculture cinetiche sono altrettanti supporti e arricchiscono la visita. Non vengono dimenticate le mostre tematiche, a completamento della mostra permanente.
Le molteplici attività del Musée international d'horlogerie lo rendono un punto di riferimento globale per la storia della misura del tempo e della sua espressione più nota, l'orologeria.