都市の博物館の再編成の一環として、ウフィツィ美術館の所蔵品が分割される中で、博物館（1870年3月17日の王令によって設立）は、1871年3月12日にヴィットリオ・エマヌエーレ2世王によって、ファエンツァ通りにある「フォリーニョの最後の晩餐」と呼ばれる場所で開館しました。ここにはエトルリア博物館のコレクションが収められ、この中にはメディチ家とロレーヌ家のギリシャ・ローマの古代遺物も含まれていました。
同じファエンツァ通りの場所には、1855年にエジプト博物館が設置されており、これはイタリアでトリノの博物館に次ぐものでした。この博物館には18世紀からメディチ家のコレクションにあった古代遺物が含まれていましたが、トスカーナ大公レオポルド2世の功績によって大幅に充実しました。彼は私的なコレクションを購入しただけでなく、フランス国王シャルル10世と共に、ヒエログリフ解読者ジャン＝フランソワ・シャンポリオンとその弟子でトスカーナ出身のイッポリート・ロゼリーニが率いるエジプトへの科学調査隊の派遣を支援しました。ロゼリーニはイタリアのエジプト学の父となった人物です。調査旅行中に発掘や現地商人から購入した多くの遺物は、帰国後パリのルーヴル美術館とフィレンツェに公平に分割されました。
コレクションが増加したことで、ファエンツァ通りの施設はすぐに手狭となり、1880年に考古学博物館は現在のクロチェッタ宮に移されました。この宮殿は1619-20年にジュリオ・パリジによって改修され、グランドゥーカ・コジモ2世・デ・メディチの妹であるマリア・マッダレーナの住居として使用されました。この宮殿と聖母受胎告知教会（SS.アヌンツィアータ）の間には回廊も設けられ、ジョルジョ・ヴァザーリの報告によれば「体調が非常に悪かった」とされる王女が目立たず宗教行事に参加できるようになっていました。
1880年からピエモンテ出身のエジプト学者エルネスト・スキアパレッリ（のちのトリノ・エジプト博物館長）によって整理されたエジプト博物館は1883年に同じ場所に移され、ウンベルト王とマルゲリータ王妃の出席のもとで開館しました。これは展示室I・IIに描かれたヒエログリフの碑文によっても記録されています。
スキアパレッリによって、フィレンツェのコレクションはエジプトでの発掘や購入によって大幅に増加しました。フィレンツェのエジプト博物館に最後に寄贈されたコレクション群には、1934年から1939年にかけて行われたエジプトでの発掘調査の成果であるフィレンツェ写本学研究所の寄贈品が含まれ、その中には世界で最も豊富かつ重要なコプト時代の織物コレクションもあります。
1884年に考古学博物館の館長となったルイージ・アドリアーノ・ミラーニは、新しい展示を担当しました。彼は古いコレクションに対してはタイプ別展示法を継続しました。これはすでにファエンツァ通りの博物館でガムッリーニによって採用されていたもので、当時は時代遅れでしたが、芸術創造の進化過程を強調するため、プライベートコレクションや発掘品の分割を続けました。一方、新しい発掘品に対しては歴史的展示法を用い、1階に将来の地元博物館の核となる初期コレクションを配置しました。ただし、フィレンツェの庭園や宮殿に保存されていた古代彫刻を博物館に全て移す計画は部分的にしか実現せず、得られた一部はメディチ回廊のアーチや庭園に展示されました。
1890年から1898年の間に、ウフィツィ美術館からエトルリアやギリシャ、ローマの大きな青銅器や数多くの小型青銅像が移され（1890年）、さらに貨幣コレクション（1895年）、印章コレクション（1898年）も加わりました。宮殿の中庭には19世紀末のフィレンツェ中心部の再整備工事中に発見されたローマ時代の遺跡も展示されました。
1898年5月5日には、ルイージ・アドリアーノ・ミラーニによって設計されたエトルリア地理博物館の展示区画が開設され、17の展示室で古代エトルリアの発掘品を通じてエトルリア人の歴史を紹介しました。1902年に一般公開された歴史的庭園では、エトルリアの主要な墓式建築タイプを示すいくつかの墓穴がオリジナルの資材で再建されました。
ミラーニの死後はアントニオ・ミントが活動を再開し、クロチェッタ宮の展示を大幅に改装しました。1925年までタペストリーや古代織物の展示に使われていた2階を回復し、ギリシャ、エトルリア、ローマの陶磁器コレクションやエトルリアのテラコッタ彫刻、石膏彫刻コレクション、1899年以降にガッティが製作したエトルリア絵画の模写が展示される王立エトルリア絵画ギャラリーを設けました。
地理博物館は徐々に拡張され、合計で52展示室を数えるようになりました。1942年には無辜の人々の宮殿の一部が取得され、SS.アヌンツィアータ広場側に新しい入口が設けられました。しかし、上階の2フロアは改装されたものの、博物館の展示スペースとしては使用されませんでした。豊富なコレクションを展示するための十分な空間の不足は設立以来の慢性的な課題であり、この博物館は中世およびルネサンス期の過去に重きを置く街の無関心からも苦しんできました。これはすでにミントによって嘆かれていました。
1966年の洪水によって地理博物館は完全に破壊され、現在10万点を超える非常に価値のある品々は倉庫に収蔵されており、適切な展示スペースがないため、特別展の時にのみ一般公開されています。
今日、フィレンツェ国立考古学博物館では、古代メディチ・ロレーヌ家の主要コレクション（陶器、青銅器、石彫を含み、世界最大級で最高峰の古代コイン・宝石コレクションの一つであるモネティエーレを含む）、エジプト博物館（コプト織物の一部も含む）、エトルリア貴族墓の大型複合墳墓を含む地理学セクションの一部、記念的な庭園、そして世界的に有名なヴァッソ・フランソワなどのエトルリア遺跡から発掘されたギリシャ壺などの豊富なコレクションを鑑賞できます。
