Theo sử sách, vào năm Thiệu Trị 6 (1846) người dân dâng lên nhà vua một viên ngọc lớn từ núi ngọc huyện Hòa Điền, Quảng Nam. Nhà vua liền sai quân Hữu tư giũa mài thành ngọc tỷ, hoàn thành trong một năm. Đó chính là Đại Nam thụ thiên vĩnh mệnh truyền quốc tỷ.

Ấn làm từ bạch ngọc, một loại đá ngọc màu trắng đục. Quai ấn chạm khắc hình rồng cuộn, đầu ngẩng cao, chân 5 móng, đuôi xoắn. Ấn cao 14,5cm, cạnh 12,8cm x 13,2cm.

Mặt ấn gần vuông, khắc nổi 9 chữ theo lối Triện thư, dàn đều theo 3 hàng dọc và ngang “Đại Nam thụ thiên vĩnh mệnh truyền quốc tỷ” (Ngọc tỷ truyền quốc của nước Đại Nam nhận mệnh lâu dài từ Trời). 

Bên trái lưng ấn khắc một dòng 9 chữ Hán “Đắc thượng lễ cát thành phụng chỉ cung tuyên”, nghĩa là Được ngày lành lễ Đại tự đã làm xong phụng chỉ khắc.

Bên phải khắc một dòng 9 chữ “Thiệu Trị thất niên tam nguyệt thập ngũ nhật” có nghĩa là: Ngày 15 tháng 3 năm Thiệu Trị thứ 7, 1847. Phía trước đầu rồng còn được khắc dòng lạc khoản khắc 6 chữ Hán: Nam Giao đại lễ để cáo (tế cáo Đại lễ Đàn Nam Giao) – đánh dấu ngày nhà vua làm lễ Đại tự cho khắc chữ trên mặt ấn.

Đây là ngọc tỷ thứ ba của Vua Thiệu Trị, cũng là ngọc tỷ quý và lớn nhất trong sưu tập Bảo vật triều Nguyễn.

Hai ấn ngọc còn lại được chạm khắc vào năm Thiệu Trị thứ 4 (1844). Ngọc tỷ thứ nhất là Thần hàn chi tỷ (Văn từ ở cung vua Thiệu Trị) dùng cho những văn thư, chỉ dụ của nhà vua viết bằng chữ son. Ngọc tỷ thứ hai là Đại Nam Hoàng đế chi tỷ (Ngọc tỷ của Hoàng đế nước Đại Nam) đóng trên các văn kiện ban sắc thư cho người nước ngoài và khi nhà vua đi tuần thú xem xét các địa phương. 

Theo hồ sơ tài liệu của Bảo tàng Lịch sử Quốc gia, Ấn ngọc Đại Nam thụ thiên vĩnh mệnh truyền quốc tỷ nằm trong bộ sưu tập Bảo vật của triều Nguyễn được Bộ trưởng Bộ Lao động thay mặt Chính phủ Cách mạng Lâm thời tiếp nhận từ Đổng lý Ngự tiền Văn phòng Phạm Khắc Hòe bàn giao vào ngày 27 và 28.8.1945 tại Kinh đô Huế. Sau lễ thoái vị của vua Bảo Đại, bộ sưu tập này được chuyển ra Hà Nội.

Tháng 12.1946, khi toàn quốc kháng chiến chống thực dân Pháp, các bảo vật được đem đi bảo quản, cất giữ ở Liên khu 5. Từ sau chiến thắng Điện Biên Phủ năm 1954, bộ sưu tập này mới được đưa về Bộ Tài chính quản lý, đến năm 1959 bàn giao cho Bảo tàng Lịch sử Việt Nam (tức Bảo tàng Lịch sử Quốc gia ngày nay).

Năm 1962, bảo tàng gửi bộ sưu tập này sang Ngân hàng Nhà nước để lưu giữ theo chế độ đặc biệt. Đến năm 2007, bảo tàng mới đưa bộ sưu tập trở lại sau khi xây dựng kho bảo quản đặc biệt, với các thiết bị đảm bảo an ninh.

Năm 2017,  Ấn ngọc Đại Nam thụ thiên vĩnh mệnh truyền quốc tỷ là một trong 24 Bảo vật Quốc gia được công nhận. 

Hiện ngọc tỷ này được bảo quản đặc biệt cùng những cổ vật khác trong bộ sưu tập Bảo vật triều Nguyễn ở Bảo tàng Lịch sử Quốc gia tại số 1 Tràng Tiền. 

Công chúng chỉ có thể chiêm ngưỡng Ấn ngọc Đại Nam thụ thiên vĩnh mệnh truyền quốc tỷ trong một số trưng bày chuyên đề hoặc tìm hiểu qua mô hình 3D trên website của bảo tàng.

Đến với khu trưng bày thường xuyên Bảo vật Hoàng cung triều Nguyễn, khách tham quan có thể khám phá ấn vàng Quốc gia tín bảo, Kim sách, mũ thượng triều, bảo kiếm...