В рамках более широкой программы реорганизации музеев города путем разделения коллекций Галереи Уффици, Музей (основанный Королевским указом от 17 марта 1870 года) был открыт королем Виктором Эммануилом II 12 марта 1871 года в так называемом «Ценаколо ди Фольиньо» на улице Фаэнца с коллекциями Этрусского музея, в который входили также греческие и римские древности из коллекций Медичи и Лоренцев.
В том же здании на улице Фаэнца уже в 1855 году был создан Египетский музей, второй по величине в Италии после Туринского, включавший некоторые древности XVIII века из коллекций Медичи, но значительно расширенный благодаря великому герцогу Тосканы Леопольду II, который, помимо приобретения частных коллекций, финансировал — вместе с Карлом X, королем Франции — научную экспедицию в Египет под руководством Жана-Франсуа Шампольона, расшифровавшего иероглифы, и пизанца Иполито Розеллини, его друга и ученика, который стал основоположником итальянского египтологии. Множество предметов, собранных во время экспедиции при раскопках и приобретении у местных торговцев, были поровну разделены по возвращению между Лувром в Париже и Флоренцией.
Рост коллекций быстро сделал помещения на улице Фаэнца неподходящими, и в 1880 году Археологический музей был переведен в нынешнее здание Палаццо делла Кроккетта, реставрированное и дополненное в 1619-20 годах Джулио Паризи как резиденция Марии Магдалины, сестры великий герцог Козимо II де Медичи. Между этим дворцом и церковью Святейшего Благовещения был построен коридор, чтобы принцесса, которая, по словам Джорджо Вазари, была «сильно ограничена в движениях», могла незаметно присутствовать на религиозных церемониях.
Египетский музей, реорганизованный с 1880 года пьемонтским египтологом Эрнесто Скиапарелли, будущим директором Египетского музея в Турине, был переведен в это же здание в 1883 году и открыт в присутствии королевской четы Умберто и Маргариты Савойских, что подтверждается иероглифическими надписями в залах I и II.
При Скиапарелли флорентийские коллекции значительно пополнились благодаря его раскопкам и покупкам в Египте до переезда в Турин. Последняя группа коллекций Египетского музея во Флоренции поступила в виде пожертвований от частных лиц и научных учреждений, включая коллекцию тканей коптской эпохи, одну из самых богатых и важных в мире, от Папирологического института Флоренции, собранных на раскопках в Египте в 1934–1939 годах.
В первые десять лет работы Луиджи Адриано Милани, ставший директором Археологического музея в 1884 году, организовал новую экспозицию, сохраняя типологический выставочный принцип для древних коллекций, примененный ранее Гамуррини для музея на улице Фаэнца, хотя на тот момент уже устаревший. Этот метод подчеркивал эволюцию художественного творения, приводя к разделению как частных коллекций, так и материалов раскопок, включенных в великокняжеские собрания; историю же учитывал для новых находок, создавая на первом этаже первые ядра будущего топографического музея, но лишь частично реализовал проект по переносу всех древних скульптур, хранившихся в садах и дворцах Флоренции; небольшое число размещено в арках коридора Медичи и в саду.
Зато между 1890 и 1898 годами из Уффици поступили некоторые крупные этрусские, греческие и римские бронзы, множество мелких бронзовых фигурок, а также нумизматическая (1895) и глиптическая коллекции (1898). Во дворе дворца были выставлены остатки римских памятников, найденных во время реставрационных работ в центре Флоренции в конце XIX века.
5 мая 1898 года была открыта секция Топографического музея Этрурии, созданная Луиджи Адриано Милани, в семнадцати залах которой рассказывалась история этрусков через материалы раскопок древней Этрурии; в историческом саду, открытом для публики в 1902 году, были восстановлены оригинальными материалами некоторые монументальные гробницы для демонстрации основных архитектурных типов этрусских погребальных сооружений.
После смерти Милани работа возобновилась при Антонио Минто, который провел масштабную перестройку экспозиции Палаццо Кроккетта, вернув в выставочное пространство второй этаж, который до 1925 года содержал коллекцию гобеленов и древних тканей, где были выставлены греческая, этрусская и римская керамика, этрусские терракоты, гипсотека и Королевская галерея этрусской живописи с фальшивками, выполненными Гатти начиная с 1899 года.
Топографический музей постепенно расширился до 52 залов. В 1942 году была приобретена часть Палаццо делле Инноченти, где сделали новый вход с площади Святейшего Благовещения; однако два верхних этажа, хотя и отреставрированные, так и не были приспособлены под музейную экспозицию. Хроническим недугом этого музея с момента учреждения стало нехватка адекватного пространства для размещения его богатейших коллекций, а также общая безразличность города, более озабоченного проблемами своего средневекового и ренессансного прошлого, о чем жаловался уже Минто.
Наводнение 1966 года полностью уничтожило Топографический музей, и сейчас более ста тысяч объектов огромной ценности хранятся на складах и из-за отсутствия подходящих выставочных площадей доступны публике лишь во время временных выставок.
Сегодня в Национальном археологическом музее Флоренции можно увидеть большую часть древних коллекций Медичи-Лоренцев (керамику, бронзу и другие литические скульптуры, включая Монетьер — одну из крупнейших и престижнейших коллекций древних монет и камей в мире), Египетский музей (включая выборку коптских тканей), часть топографического раздела с большими этрусскими погребальными комплексами из царских гробниц, монументальный сад и богатый выбор греческой керамики, найденной в этрусских гробницах (и не только), некоторые из которых известны во всем мире, например, знаменитая Ваза Франсуа.
