Der Grundstein für das Vitra Design Museum wurde in den frühen achtziger Jahren gelegt. Aus dem Wunsch, die eigene Firmengeschichte und ihre Einflüsse zu dokumentieren, begann der Firmeninhaber von Vitra, Rolf Fehlbaum, Möbelentwürfe von Designern wie Charles und Ray Eames, George Nelson, Alvar Aalto und Jean Prouvé zu sammeln. Mit dem Wachsen der Sammlung entstand der Wunsch nach einem Gebäude als Präsentationsort für die Objekte.
Bereits 1986 entwickelte Fehlbaum den Gedanken eines Designmuseums und 1987 kontaktierte er als Architekten für den geplanten Museumsbau Frank O. Gehry. Im selben Jahr lernte Fehlbaum den späteren Direktor des Museums Alexander von Vegesack über Ray Eames kennen.
Gemeinsam entwickelten Fehlbaum und von Vegesack aus der ursprünglichen Idee einer geschlossenen Privatsammlung die Idee eines öffentlich tätigen Museums. Am 3. November 1989 wurde das Museum eröffnet und die Bilder von Frank O. Gehrys unkonventionellem Bau, der sein erstes Werk in Europa war, gingen um die Welt.
Heute ist das Vitra Design Museum eine weltweit agierende Kulturinstitution, die maßgeblich zur Erforschung und Popularisierung von Design beigetragen hat. Das Museum untersucht und vermittelt Design in seinen unterschiedlichsten Ausprägungen und legt dabei einen besonderen Schwerpunkt auf Möbel- und Interiordesign. Es veranstaltet Ausstellungen und Workshops, produziert Publikationen und Miniaturen, verfügt über eine Sammlung, Archiv und Bibliothek. Seine Wanderausstellungen werden in Museen weltweit gezeigt.
Das Vitra Design Museum verfügt über eine der umfangreichsten Sammlungen des modernen Möbeldesigns, in der alle wichtigen Epochen und Stile von Beginn des 19. Jahrhunderts bis heute vertreten sind. Zu den Sammlungsschwerpunkten gehören frühindustrielle Bugholzmöbel, Entwürfe der Wiener Architekten, Experimente von Gerrit Rietveld, Stahlrohrmöbel der 1920er und 1930er Jahre sowie Schlüsselobjekte des skandinavischen Designs von 1930 bis 1960, des italienischen Designs und der aktuellen Entwicklungen. Einen weiteren Schwerpunkt der Sammlung bildet die Designentwicklung in Amerika von den Entwürfen der Shaker bis zu den postmodernen Sitzmöbeln eines Robert Venturi.
Auch einige bedeutende Nachlässe sind in der Museumssammlung zu finden, darunter die von Charles Eames, Verner Panton, Anton Lorenz und Alexander Girard. Die Sammlung wird durch ein umfangreiches Archiv und eine Bibliothek komplettiert.