Il museo archeologico senese prende forma tra gli anni Venti e Trenta del Novecento: la sua prima organizzazione è dovuta ad un grande studioso senese, Ranuccio Bianchi Bandinelli. Il museo divenne nel 1941 Regio Museo Archeologico e continuò anche negli anni successivi a vedere incrementato il patrimonio in esso conservato: negli anni 1951-52, infatti, vi confluirono due altre importanti raccolte, la Chigi Zondadari e la Bonci Casuccini.

Oggi il museo è articolato in due sezioni, una breve sezione topografica, che illustra gli aspetti salienti dell’archeologia del territorio senese, con particolare riguardo ai rinvenimenti nel tessuto cittadino, nel territorio circostante, nel Chianti e nell’alta Val d’Elsa, e la sezione destinata alle varie collezioni confluite in esso (Bonci Casuccini, Bargagli Petrucci, Chigi Zondadari, Mieli, Accademia dei Fisiocritici e Raccolta Comunale).