Planurile pentru muzeu au fost anunțate în octombrie 1989, la aproximativ 2½ ani după moartea lui Warhol. La momentul anunțului, lucrări în valoare de aproximativ 80 de milioane de dolari au fost donate nou anunțat de AWFVA și Fundația Dia Art.Thomas N. Armstrong III, care fusese directorul Muzeului de Artă Americană Whitney din 1974 până în 1990, a fost numit primul director al muzeului în 1993. personalul muzeului înainte de deschidere, inventariind lucrurile lui Warhol în New York și a devenit arhivist și expert în lucrările lui Warhol.

Până în 1993, 8.200 m2 ) depozitul industrial și renovările sale ample au costat aproximativ 12 milioane de dolari, iar AWFVA a donat peste 1.000 de lucrări ale lui Warhol în valoare de peste 55 de milioane de dolari, o donație care a crescut la aproximativ 3.000 de lucrări.

La 13 mai –14, 1994, muzeul a atras aproximativ 25.000 de vizitatori la sfârșitul săptămânii de deschidere, iar Armstrong, directorul său fondator, a demisionat din nou la câteva luni de la deschidere; în momentul demisiei sale, muzeul a avut „relații tensionate” cu AWFVA și cu Institutul Carnegie, susținătorul său financiar, deși The New York Times nu a putut găsi pe nimeni implicat care să spună dacă fricțiunea a jucat un rol în Armstrong demisia.

La 1 noiembrie 1997, AWFVA a donat muzeului toate drepturile de autor ale filmelor și filmelor Warhol.

În 2013, s-a anunțat că în Manhattan, New York, în dezvoltarea Essex Crossing din Lower East Side, o anexă la principalul muzeu din Pittsburgh era programată să se deschidă până în 2017. Cu toate acestea, muzeul a anunțat în martie 2015 că și-a renunțat la planurile de deschidere a anexei din New York.

n octombrie 2019, o casetă audio de muzică necunoscută public de Lou Reed, bazată pe cartea lui Warhol din 1975, „The Philosophy of Andy Warhol: From A to B and Back Again”, a fost descoperită într-o arhivă la muzeul din Pittsburgh.