Dengan diberlakukannya otonomi daerah pada tahun 2001 Museum Negeri Sonobudoyo merupakan salah satu Unit Pelaksana Teknis Dinas dilingkungan Dinas Kebudayaan dan Pariwisata , dan dengan adanya perubahan struktur organisasi di lingkungan Pemerintah Daerah Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta pada awal tahun 2004 Museum Negeri merupakan salah satu Unit Pelaksana Teknis Dinas di lingkungan Dinas Kebudayaan Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta sampai dengan saat ini.
Museum Negeri Sonobudoyo dibentuk berdasarkan Peraturan Daerah Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta nomor 7 tahun 2002 tentang Pembentukan dan Organisasi Unit Pelaksana Teknis Dinas pada Dinas Daerah di lingkungan Pemerintah Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta.
Uraian tugas dan tata kerja UPTD diatur dalam Keputusan Gubernur Daerah Istimewa Yogyakarta nomor 161 tahun 2002 tanggal 4 Nopember 2002.
Pada awal didirikannya Museum Sonobudoyo antara lain untuk mengumpulkan, melestarikan dan membina warisan budaya yang selanjutnya disajikan kepada umum. Dalam perkembangannya kemudian dimanfaatkan sebagai obyek penelitian, obyek penikmat seni sekaligus sebagai obyek wisata, sehingga diharapkan fungsi Museum tidak hanya bersifat rekreatif tetapi juga bersifat edukatif cultural mengenai sejarah perkembangan kebudayaan umat manusia.
Berdasarkan Keputusan Gubernur Daerah Istimewa Yogyakarta nomor 90 tahun 2004 Dinas Kebudayaan mempunyai fungsi pelaksanaan kewenangan Pemerintah Daerah dibidang Kebudayaan dan kewenangan dekonsentrasi serta tugas pembantuan yang diberikan oleh Pemerintah.