Государственный биологический музей имени Климента Аркадьевича Тимирязева был основан в 1922 году при кафедре биологии Коммунистического университета имени Свердлова. К 1926 году музей перерос рамки учебного и стал государственным музеем. В бывшей усадьбе Петра Ивановича Щукина на Малой Грузинской улице Биологический музей располагается с 1934 года.
В его экспозиции отражены все основные разделы биологической науки. Не выходя из музея, можно получить представление о том, как многогранна жизнь на Земле и по каким законам она существует; о развитии жизни на нашей планете; о происхождении человека; о многообразии современного мира животных и растений; об анатомии и физиологии растений, животных и человека; об экологических основах охраны природы.
Государственный биологический музей имени Климента Аркадьевича Тимирязева располагается в зданиях усадьбы на Малой Грузинской улице с 1934 года. А построил эти здания в русском стиле для размещения своей большой коллекции российских древностей известный московский коллекционер Пётр Иванович Щукин.
Первым был построен Старый музей — здание в глубине двора. Сейчас это административный корпус музея. Его в 1892—93-м годах построил архитектор Борис Викторович Фрейденберг.
Здание справа от парадных ворот, если смотреть с улицы, —Новый музей. Сегодня в этом здании располагается экспозиция Биомузея. В 1897—98-м году его построил архитектор Адольф Эрнестович Эрихсон. Одноэтажное здание напротив —Музейный склад, сегодня в нём располагаются служебные помещения. Это здание было построено в 1904 году, архитектор — Фёдор Никитич Кольбе.
Архитектор Борис Викторович Фрейденберг — мастер эклектики и русского стиля. Его самые известные постройки — Сандуновские бани, Петровский пассаж, Больница Бахрушиных в Сокольниках. При проектировании здания для музея Музей российских древностей в усадьбе Петра Ивановича Щукина Борис Викторович вдохновлялся ярославским зодчеством. Он построил «древнерусский терем» со ступенчатым шатровым крыльцом, покатыми крышами и крышей-дынькой с шахматным орнаментом. Высокие башенки украшали флюгера в виде флажков и двуглавых орлов. Восточный фасад (он «смотрит» на музейную оранжерею) украшен балконом — копией балкона палат бояр Романовых на Варварке. Стены цокольного первого этажа украшены бриллиантовым (четырёхгранным) рустом, а стены второго этажа отделаны кирпичом с многоцветными изразцами. Башенка крыльца на втором этаже украшена круглым медальоном с барельефом в виде крылатого единорога. В русском же стиле были сделаны и интерьеры: своды были украшены росписями с растительными мотивами, колонны и полуколонны украшены «дыньками», в комнатах были изразцовые печи.
В 1895 году музей был открыт для посетителей. Ежедневно с 10 до 12 часов Пётр Иванович сам встречал пришедших людей и водил их по музею, «с просвещённою любезностью» давая объяснения. В музей приходили заниматься историки, художники, архитекторы — все те, кого живо интересовала отечественная старина.
Музей «Российских древностей» быстро получил известность в кругах образованной московской интеллигенции. Его архивом часто пользовались сотрудники журналов «Исторический вестник», «Русский архив» и «Золотое руно». Но особенно полюбили музей русские художники: Василий Иванович Суриков писал на Малой Грузинской этюды, работая над картиной «Степан Разин»; Валентин Александрович Серов копировал персидские миниатюры для занавеса дягилевского театра; в разное время музей посещали Аполлинарий Михайлович Васнецов, Игорь Эммануилович Грабарь, Василий Васильевич Верещагин. Кстати, именно Верещагин предложил соединить новое здание в усадьбе с предыдущей постройкой подземным переходом.
Коллекция скоро переросла Старый музей, и в 1898 году в усадьбе появился Новый музея. Восточный зал и картинная галерея, а также библиотека занимали в пространстве два этажа, а второй этаж был решён в виде антресолей. В картинную галерею естественный свет проникал через стеклянный фонарь. Это здание возводилось по проекту Адольфа Эрнестовича Эрихсона, одного из выдающихся мастеров московского модерна со своим узнаваемым почерком. Самые известные его постройки – ресторан «Прага», издательство Ивана Дмитриевича Сытина, особняк Лéман (ныне Дом архитектора).
В 1905 году Пётр Иванович Щукин передал свои коллекции вместе со зданиями Историческому музею, после чего музей стал именоваться «Отделение Императорского Российского Исторического музея имени императора Александра III — музей Петра Ивановича Щукина». До конца жизни Пётр Иванович оставался попечителем своего музея, продолжая содержать его и пополнять коллекции.
По ходатайству Министерства народного просвещения ему был пожалован чин действительного статского советника, что для купца было событием из ряда вон выходящим.
После скоропостижной кончины Петра Ивановича в 1912 году музей недолго оставался в своём здании. Вопреки завещанию, все коллекции было решено перевезти в Исторический музей, а здание в Грузинах приспособить для хозяйственных целей. В результате бóльшая часть щукинского собрания, опись которого сам владелец завершить не успел, оказалась в фондах Исторического музея, ставшего после Революции 1917 года одним из крупнейших в стране; экспонаты восточного отдела оказались в Музее искусств народов Востока, русские картины — в Третьяковской галерее, а часть коллекций прикладного искусства – в Оружейной палате, ноты попали в библиотеку Московской консерватории, а книги — в Историческую библиотеку.
В последующие годы в зданиях усадьбы располагались Музей старой Москвы, Музей Центрально-Промышленной области, студенческое общежитие, а с 1934 года в усадьбе разместился Биологический музей имени Климента Аркадьевича Тимирязева.
В 1995 году указом Президента России весь комплекс зданий был объявлен памятником архитектуры и градостроительства федерального значения.