Pada saat menerima kunjungan Widyakarta Mahasiswa Sekolah Tinggi Sandi Negara (STSN) pada bulan Maret 2006 di Kantor Gubernur DIY, Sri Sultan HB X mengungkapkan keinginannya untuk menempatkan koleksi persandian di Museum Perjuangan Yogyakarta. Gagasan tersebut disambut baik oleh Kepala Lembaga Sandi Negara, Mayjen TNI Nachrowi Ramli dengan membentuk Tim Pengisian Museum Sandi untuk menindaklanjutinya.
Tim dari Lembaga Sandi Negara yang dipimpin oleh Syahrul Mubarak, S.IP, MM segera melakukan perencanaan pembangunan museum pada pertengahan tahun 2006 beriringan dengan rencana pembangunan Monumen Sandi di Dusun Dukuh, Desa Purwoharjo, Kecamatan Samigaluh, Kabupaten Kulonprogo.
Museum Sandi BSSN berkembang dari gagasan tahun 2006 hingga menjadi UPT pada 2019, menempati gedung bersejarah di Yogyakarta, memiliki lebih dari 250 koleksi persandian, SDM bersertifikat, dan meraih berbagai penghargaan nasional di bidang permuseuman.
Rencana pengembangan Museum Sandi sempat mengalami penundaan karena gempa bumi dahsyat yang melanda Yogyakarta pada tahun 27 Mei 2006. Goncangan gempa menyebabkan gedung Museum Perjuangan mengalami kerusakan cukup berat. Renovasi dengan dukungan dari berbagai pihak sehingga Museum Sandi dapat diresmikan pada hari Selasa tanggal 29 Juli 2008. Saat itu, Museum Sandi menempati lantai bawah gedung Museum Perjuangan yang terletak di Jln. Kolonel Sugiyono No. 24, Brontokusuman, Yogyakarta.
Keinginan untuk mengembangkan Museum Sandi menjadi lebih besar dan meningkatkan layanan kepada masyarakat, maka setelah enam tahun berjalan, tepatnya pada tanggal 14 Januari 2014 Museum Sandi menempati gedung baru di Jalan Faridan Muridan Noto No. 21, Kotabaru, Yogyakarta. Secara historis, gedung tersebut memiliki keterkaitan erat dengan sejarah persandian karena pada saat Ibu Kota RI berada di Yogyakarta, gedung tersebut menjadi Kantor Menteri Luar Negeri. Sedangkan di seberang gedung Museum Sandi, yaitu di Jalan Jenderal Soedirman pernah berdiri kantor Kementerian Pertahanan bagian B tempat dimana perintah pembentukan Dinas Code pertama kali disampaikan oleh Menteri Pertahanan Amir Sjarifoeddin kepada dr. Roebiyono Kertopati.
Hadir dalam peresmian Museum Sandi tahun 2014 antara lain; Kepala Lembaga Sandi Negara Mayjend TNI (purn) Dr. Djoko Setiadi, M.Si, Mayjend TNI, (purn) Nachrowi Ramli, kepala dan perwakilan museum-museum di Daerah Istimewa Yogyakarta.
Pada tahun 2017, ketugasan sebagai koordinator Museum Sandi dilanjutkan oleh Setyo Budi Prabowo, S.ST. Berkat usaha dan dukungan dari Lembaga Sandi Negara yang telah berubah menjadi Badan Siber dan Sandi Negara, pada tanggal 15 Maret 2019 Museum Sandi telah menjadi Unit Pelaksana Teknis pada Badan Siber dan Sandi Negara (BSSN).
Setelah berkembang lebih dari 14 tahun, koleksi Museum Sandi berkembang baik jenis maupun jumlahnya. Hingga saat ini tidak kurang dari 250 koleksi dan calon koleksi yang telah dikelola untuk dilestarikan dan dipublikasikan kepada masyarakat luas. Tidak hanya mesin-mesin sandi, museum ini juga menyajikan koleksi berupa benda-benda historika, alat pendukung utama persandian, sandang, dokumen, dan lain sebagainya. Beberapa koleksi masterpiece Museum Sandi antara lain: mesin sandi SR-64 sebagai mesin sandi pertama Indonesia dan tinggal satu-satunya, buku Code-C karya dr. Roebiono Kertopati, buku kode Djanaka yang berisi sistem sandi Code Officer (Cd) PDRI di Sumatera.
Koleksi dan pelayanan museum yang terus berkembang didukung dengan sumber daya manusia (SDM) yang semakin meningkat pula kompetensinya. Dari 28 pegawai BSSN yang tugaskan sebagai pengelola museum sandi, empat belas diantaranya telah memegang sertifikat kompetensi di bidang pemanduan pariwisata khususnya pemanduan museum. Diantara pengelola museum ini juga telah ada yang memegang sertifikat kompetensi kurator museum dan edukator museum.
Beberapa prestasi khusus yang diraih Museum Sandi selama 15 tahun terakhir, antara lain: (1) meraih Anugerah Purwakalagrha dalam ajang Indonesia Museum Award 2016 dengan kategori Smart Museum, (2) meraih kategori Museum Favorit Pengunjung dalam pameran Museum Goes to Campus 2017 di UNS, (3) meraih predikat Stand Museum dengan Pelayanan Terbaik pada saat mengikuti pameran ulang tahun Taman Mini Indonesia Indah tahun 2017, (4) meraih predikat sebagai Museum Tipe A dalam standardisasi museum yang diselenggarakan oleh Kemendikbudristek pada tahun 2019, (5) meraih predikat sebagai Zona Integritas Wilayah Bebas dari Korupsi (ZI-WBK) pada tahun 2021, (6) lolos sertifikasi CHSE yang diselenggarakan oleh Kemenparekraf pada tahun 2021, dan (7) menjadi satu di antara dua museum se-Indonesia yang mitra Kemdikbudristek dalam menyelenggarakan Magang dan Studi Independen Bersertifikat (MSIB) sebagai pelaksanaan kurikulum MBKM pada tahun 2023.
