Історія відділу «Археологічний музей» розпочалася у 1966 р. У Постанові Ради Міністрів № від 08.06.1966 р. йшлося про те, що «З метою створення необхідних умов для зберігання і вивчення зібраних Академією наук УРСР колекційних матеріалів та забезпечення широкої пропаганди досягнень науки в галузі історії людства, вивчення, охорони і раціонального використання природних багатств Рада Міністрів Української РСР постановляє:

1.Створити в системі Академії наук УРСР Центральний науково-природничий музей як експозиційно-територіальний комплекс геологічного, палеонтологічного, зоологічного, ботанічного і археологічного музеїв, підпорядкованих відповідним Інститутам Академії наук УРСР на правах їх відділів
(...)
3. Покласти на Центральний науково-природничий музей:
• проведення науково-дослідних робіт за тематичними планами відповідних наукових установ Академії наук УРСР в галузі вивчення системи природи, біогеографії, палеобіології, антропології, мінералогії і археології;
• здійснення на основі музейних експозицій пропаганди і популяризації наукових знань. Спрямованих на ідейне і естетичне виховання трудящих;
• поповнення та зберігання експозиційних і фондових музейних колекцій».

Згідно з цим документом, а також Постановою Президії АН УРСР №199 від 20.07.1966 директор Інституту археології АН УРСР чл.-кор. С.М.Бібіков 8 червня 1966 р. видає наказ по Інституту:
«...створити Відділ археологічного музею у такому складі:

1. І.Г.Шовкопляс, старший науковий співробітник, доктор історичних наук, завідуючий відділом.
2. О.В.Цвек – мол.науковий співробітник.
3. В.О.Врадій – лаборант.
4. Лаборант за договором.
§
Тов. Шовкоплясу І.Г. до 1 VI.1967 р. розробити і подати в дирекцію план роботи відділу до кінця 1967 р».

У 1968-1970 рр. сформувався колектив відділу, до якого ввійшли: С.В.Смирнов, В.В.Лапін, С.Д.Крижицький, В.М.Гладилін, С.Н.Братченко, Н.О.Лейпунська, Є.О.Петровська, Л.М.Рутковська, В.М.Корпусова, В.О.Врадій, В.О.Степаненко, В.І.Погорілий, В.К.Гончаров. Саме вони і стали авторами та творцями першої експозиції. Основою концепції музею була археологічна періодизація, експонування оригінальних матеріалів комплексами.

Прекрасне знання археологічних фондів інституту, часті поїздки по експедиціях дали змогу колективу підібрати найкращі, показові матеріали для відтворення найдавніших періодів в історії України. Музей став академічним науково-освітнім закладом, своєрідною археологічною лабораторією, установою, яка багато зробила для поширення археологічних знань. Експозиція і сьогодні вирізняється академічною витриманістю подачі матеріалів.

Оформлення музею було здійснено групою художників-оформлювачів під керівн. І.О.Хорошунової.
Археологічний музей був відкритий 19 травня 1969 р., що стало своєрідною подією в науковому житті не лише Києва, але і всієї України.

У 1973 р. згідно Постанови АН УРСР відділ було передано до Інституту зоології АН УРСР, а у листопаді того ж року завідувача музею д.і.н. І.Г.Шовкопляса переведено на роботу до ЦНБ АН УРСР (Національна бібліотека НАНУ ім. Вернадського). З листопада 1973 до червня 1975 р. відділом завідував академік І.Г.Підоплічко. Після його смерті тимчасово виконуючим обов’язки, а з 1983 р. завідувачем став В.М.Гладилін.

У серпні 1989 р. в зв’язку з аварійним станом приміщення, що спричинилось через будівництво нової лінії метрополітену за наказом директора Інституту зоології АН УРСР І.А.Акімова відділ «Археологічний музей» було зачинено, експозиція демонтована.

У серпні 1993 р. Постановою НАН України відділ «Археологічний музей» було повернуто до Інституту археології. За повної відсутності державного фінансування розпочався кількарічний ремонт та створення нової експозиції музею. У 1996 р. завідувачем призначили к.і.н. Л.В.Кулаковську.

У 1998 р. експозиція була повністю відновлена, доповнена новими матеріалами з урахуванням наукових напрацювань та розробок співробітників ІА НАНУ. Разом з тим, слід зауважити, що при цьому витримувалась головна концепція подачі матеріалу, започаткована нашими попередниками, власне, першим складом відділу.
У різні роки у музеї працювали чл.-кор. НАНУ О.П.Моця, к.б.н. Г.П.Зіневич, к.і.н. В.І.Ткаченко, к.і.н. Ю.В.Кухарчук, к.і.н. В.І.Ситливий, к.і.н. Ю.Е.Демиденко, к.і.н. В.В.Генінг, к.і.н. М.О.Ричков, к.і.н. В.О.Манько, Л.О.Циндровська, В.І.Назарчук, О.І.Рушай, Е.А.Ліньова, Г.І.Артеменко, О.А.Королюк, Л.І.Іванченко, Г.В.Шиянова, В.М.Калімов.

Сьогодні у відділі працюють: к.і.н. Л.В.Кулаковська, к.і.н. В.І.Усик, к.і.н. Н.В.Корохіна. магістр історії м.н.с. О.М.Кононенко, м.н.с. Є.В.Пічкур, магістр історії м.н.с. О.Л.Вотякова, м.н.с.. П.М.Васильєв, музейні наглядачі Л.О.Грузнєвич та Л.Г.Баранська.