Het museum dankt zijn naam aan de familie Van Loon, de laatste bewoners van het grachtenhuis en oprichters van het museum. De familie komt oorspronkelijk uit het Brabantse Loon op Zand en vestigt zich in de 17e eeuw in Amsterdam. Eeuwenlang is zij verbonden geweest met de handel en het bestuur van de stad. Willem van Loon was in 1602 medeoprichter van de VOC en in zijn nageslacht vinden we meerdere bewindhebbers bij de VOC. Andere familieleden werden later onder andere burgemeester van Amsterdam. Jan van Loon was in de 18e eeuw bewindhebber bij de WIC en directeur van de Sociëteit van Suriname. In de 19e eeuw werd de familie in de adelstand verheven. 

In 1884 kwam het grachtenpand aan de Keizersgracht in bezit van de familie, toen jonkheer Hendrik van Loon het als huwelijkscadeau aan zijn zoon Willem Hendrik schonk. Willem Hendrik en zijn vrouw Thora bewoonden het huis met hun twee kinderen en het personeel. Willem Hendrik was hoofd van de Hope & Co bank, later Van Loon & Co. Zijn vrouw, Thora van Loon – Egidius was Dame du Palais van Koningin Wilhelmina. De familiegeschiedenis is onder andere te bewonderen in de omvangrijke collectie portretten die in het museum hangt en waarvan de oudste uit het begin van de 16e eeuw dateert.