W październiku 1888 r. ukazał się pierwszy numer magazynu National Geographic. Miał formę skromnej broszury w okładce w kolorze terakoty, a jego treść stanowiło sprawozdanie naukowe z dziedziny geologii pt. „The Classification of Geographic Forms by Genesis”. Dwa lata później Towarzystwo zasponsorowało swoją pierwszą wyprawę, której celem była eksploracja i badanie Góry Św. Eliasza na Alasce.

Po śmierci Hubbarda w 1897 r. jego zięć Alexander Graham Bell został wybranym drugim prezesem Towarzystwa. I on właśnie w 1903 r. zatrudnił 23-letniego Gilberta Hoveya Grosvenora jako pierwszego pełnoetatowego redaktora magazynu National Geographic. Grosvenor piastował to stanowisko przez kolejnych 51 lat. Pod jego kierownictwem nakład magazynu wzrósł z tysiąca do kilku milionów egzemplarzy, m.in. dzięki zastąpieniu krótkich technicznych tekstów dłuższymi artykułami na bardziej ogólne tematy, ilustrowanymi ciekawymi zdjęciami i grafiką.
Wykorzystując możliwości fotografii, Grosvenor wypełnił strony magazynu cudami świata: egipskimi grobowcami, chińskimi kanałami, Górami Skalistymi. Wkrótce po wynalezieniu techniki fotografii barwnej Grosvenor, na długo przed innymi magazynami, zaczął publikować na łamach National Geographic kolorowe zdjęcia. Pierwszym zdjęciem w naturalnych barwach, które ukazało się w magazynie, był autochrom opublikowany w lipcu 1914 r. Ponadto jako pierwszy zamieścił kolorowe zdjęcia podwodne oraz lotnicze.

Wzrost przychodów ze sprzedaży pisma oznaczało więcej środków na finansowanie badań i odkryć. Wśród najważniejszych ekspedycji sponsorowanych przez Towarzystwo we wczesnym etapie jego działalności była wyprawa Roberta Peary'ego na biegun północny w 1909 r., wyprawy Hirama Binghama do Machu Picchu w latach 1912 –1915 w celu odnalezienia zaginionego miasta Inków w Andach, oraz pionierski lot Richarda Byrda nad biegunem południowym w 1929 r.

National Geographic odegrał ważną rolę podczas obu wojen światowych. W sierpniu 1914 r. w magazynie opublikowano aktualną mapę Bałkanów i Europy Środkowej, która pozwoliła czytelnikom śledzić przesunięcia frontów podczas I wojny światowej. Podczas II wojny światowej Towarzystwo udostępnia swoje zasoby fotografii, map oraz danych kartograficznych prezydentowi Rooseveltowi oraz armii Stanów Zjednoczonych w celu wsparcia działań wojennych.
W latach 20. i 30. XX w. czytelnicy National Geographic  z kart magazynu jako pierwsi dowiadywali się o przełomowych wyprawach. Zawodowi autorzy i fotografowie zostali odkrywcami i wykonywali zadania zlecone przez Towarzystwo, niekiedy spędzając nawet dwa lata na misjach w różnych zakątkach świata. Dwaj z najsłynniejszych przedstawicieli nowego zawodu fotoreportera to Maynard Owen Williams, pierwszy zagraniczny korespondent Towarzystwa, który dokumentował m.in. otwarcie grobowca Tutanchamona, oraz Luis Marden, który odnalazł wrak statku HMS Bounty. W latach 30. XX w. wynaleziono aparat małoobrazkowy na film 35 mm oraz klisze Kodachrome, co zrewolucjonizowało magazyn, pozwalając fotoreporterom na robienie zdjęć małymi aparatami bez konieczności używania statywu. Po raz pierwszy pojawiła się możliwość wykonywania zdjęć obiektów w ruchu.

Syn Gilberta Grosvenora Melville Bell Grosvenor piastował stanowisko redaktora magazynu National Geographic od 1957 do 1967 roku. Podczas jego kadencji opublikowano pierwszy w pełni kolorowy numer magazynu. W tym czasie National Geographic zaczęło wspierać badania prowadzone nie tylko na lądzie, ale też w kosmosie i w oceanach. Rodzina Leakey'ów oraz Jane Goodall rozpoczęli wieloletnią współpracę z National Geographic. W ramach ekspedycji finansowanej przez Towarzystwo National Geographic w 1963 roku pierwsi Amerykanie weszli na szczyt Mount Everest. Dwa lata później – we wrześniu 1965 roku – zadebiutowała telewizja National Geographic z programem „Amerykanie na Evereście”, którego emisja miała miejsce w kanale CBS.
W 1963 r. stanowisko redaktora magazynu National Geographic objął syn Melville’a Grosvenora Gilbert Melville Grosvenor, przedstawiciel trzeciego pokolenia rodziny Grosvenorów. Sprawował tę funkcję do 1980 r., kiedy to został wybrany prezesem Towarzystwa. Kierował nim aż do 1996 r., kiedy mianowano go prezesem Rady Naukowej. Pod jego przewodnictwem powstał magazyn dla dzieci National Geographic World (obecnie National Geographic Kids) oraz magazyn podróżniczy National Geographic Traveler. Z jego inicjatywy stworzono również Program Edukacji Geograficznej w celu poprawy poziomu nauczania geografii w szkołach. Jednym z działań prowadzonych w ramach tego programu jest konkurs wiedzy geograficznej „National Geographic Bee”, którego pierwsza edycja odbyła się w 1989 r., a który w przyszłym roku obchodzić będzie 25-lecie istnienia. W 1995 r. w Japonii ruszyła pierwsza edycja lokalna magazynu National Geographic. Obecnie magazyn wydawany jest już w 37 krajach – w formie papierowej i elektronicznej czyta go 60 mln ludzi na świecie.

Od pierwszej wyprawy na Górę Św. Eliasza zorganizowanej w 1890 r., wyprawy, badania naukowe i ochrona przyrody to najważniejsze filary działania Towarzystwa National Geographic. Do chwili obecnej Towarzystwo  sfinansowało ono ponad 10 tys. grantów. Odkąd badacz polarny Will Steger został odkrywcą-rezydentem Towarzystwa w 1996 r., program wspierający badaczy z różnych dziedzin rozrósł się o koleje działy i dzisiaj w ramach Explorers Program Towarzystwo wspiera odkrywców-rezydentów, stypendystów, wschodzących odkrywców i młodych odkrywców. We wrześniu 1997 r. Towarzystwo National Geographic wchodzi na rynek telewizji kablowej w Wielkiej Brytanii, Skandynawii i Australii. Do 2012 r. kanały z rodziny National Geographic Channels docierają do 440 mln odbiorców w 171 krajach w 38 językach.

Dzisiaj po 125 latach działalności Towarzystwo to jedna z największych naukowych i edukacyjnych organizacji typu non-profit na świecie, która co miesiąc dociera do prawie pół miliarda czytelników i widzów. Realizuje swoją misję, jaką jest inspirowanie ludzi do dbania o nasza planetę, dokumentowanie odkryć i przekraczanie kolejnych granic, za pośrednictwem wielu mediów. Są to magazyny, programy telewizyjne, muzyka, radio, książki i płyty DVD, mapy, wydarzenia, media interaktywne, podróże, programy edukacyjne oraz produkty sygnowane znakiem żółtej ramki.