Il Museo ha sede al 3° e 4° piano di Palazzo Fascie, in Corso Colombo, in locali completamente ristrutturati ai fini del nuovo allestimento museale. Palazzo Fascie ospita anche la Biblioteca Civica, è dotato di un’ampia sala conferenze attrezzata, di sale riunione e di uno spazio didattico bambini, configurandosi come un vero e proprio "palazzo della cultura".

La grande vetrina di apertura della sezione Museo della Città espone reperti d’età romana e medievale provenienti da recuperi subacquei e da ricerche di scavo condotte a Sestri Levante. Si tratta delle tracce materiali della Segesta Tigulliorum menzionata delle fonti d’Età classica.

Il percorso di visita della Sezione archeologica è organizzato cronologicamente, dalle più antiche testimonianze del Paleolitico e del Mesolitico, fino all’Età dei metalli, all’Età romana e al Medioevo.