在对城市博物馆进行更广泛重新整合计划中，通过拆分乌菲兹美术馆的收藏品，博物馆（1870年3月17日皇家法令设立）于1871年3月12日在法恩扎街的所谓“弗奥利尼深夜晚餐”开幕，由维托里奥·埃马努埃莱二世国王主持，藏有伊特鲁里亚博物馆的收藏，这其中包括了美第奇和洛林家族收藏的希腊与罗马古代文物。
早在1855年，位于同一地点法恩扎街的埃及博物馆已建立，仅次于意大利都灵的同类博物馆，收藏了18世纪以来美第奇家族所拥有的一些古代埃及文物，但得益于托斯卡纳大公利奥波尔多二世的贡献大为丰富。除了购买私人收藏外，他还与法国国王查理十世共同资助了一次由圣书解读者让-弗朗索瓦·商博良及其朋友和学生、后成为意大利埃及学之父的比萨人伊波利托·罗塞里尼领导的科学考察队前往埃及。此次旅行中，通过发掘和购买当地商贩的文物，所收集的大量物品在返回时均分配给巴黎卢浮宫和佛罗伦萨。
藏品数量的增加使法恩扎街的馆舍很快不足以容纳，1880年，考古博物馆迁入现今的克罗切塔宫，该宫在1619-20年由朱利奥·帕里吉作为玛利亚·玛达莱娜（大公科西莫二世·美第奇的妹妹）的住所进行了修缮和扩建。该宫与圣母领报教堂（SS. Annunziata）之间还修建了一条走廊，使这位身体虚弱，据乔尔乔·瓦萨里记载，“肢体极为不便”的公主可以隐身观看宗教仪式。
1880年起，由皮埃蒙特埃及学家埃尔内斯托·斯基亚帕雷利（未来都灵埃及博物馆馆长）重新整理的埃及博物馆于1883年迁至此处开幕，意大利国王翁贝托和玛格丽塔夫妇出席，馆内第一和第二展厅的象形文字铭文即为纪念。
在斯基亚帕雷利领导下，佛罗伦萨收藏大幅增加，得益于其在离开前往都灵之前在埃及的发掘和收购。埃及博物馆后期的收藏包括私人和科研机构的捐赠，值得一提的是佛罗伦萨纸草学研究所的收藏，来自1934至1939年间的埃及发掘，包含世界上最丰富、最重要的科普特时期织物收藏之一。
活动初期，1884年成为考古博物馆馆长的路易吉·阿德里亚诺·米拉尼负责重新布展，延续了早已过时的按类型分类陈列法，旨在强调艺术创作的演进过程，导致私人收藏和发掘材料依然被拆分，采用历史主义方法布置新发掘文物，在一楼建立未来拓扑博物馆的最初核心，并部分实现了将佛罗伦萨花园及宫殿中的古代雕塑迁入博物馆的计划，有限的作品被安放于美第奇走廊拱廊和花园中。
作为补充，1890年至1898年间，从乌菲兹美术馆调入多件大型伊特鲁里亚、希腊及罗马青铜雕像，以及美第奇和洛林的众多青铜小雕塑（1890年），同时带来了钱币收藏（1895年）和浮雕宝石收藏（1898年）。
宫殿庭院陈设了19世纪末佛罗伦萨市中心改建工程中发掘的罗马纪念碑遗迹。
1898年5月5日，路易吉·阿德里亚诺·米拉尼设计的伊特鲁里亚拓扑博物馆开幕，设有17个展厅，展示伊特鲁里亚古国通过发掘得到的材料；1902年开放的历史花园中用原始材料重建了几座宏伟墓葬，以展示伊特鲁里亚人主要的建筑型态。
米拉尼去世后，安东尼奥·明托开始恢复并大幅改造克罗切塔宫展览，重新利用此前于1925年前用作挂毯及古织物收藏的二楼，展出希腊、伊特鲁里亚及罗马陶器、伊特鲁里亚陶塑、石膏塑像收藏及皇家伊特鲁里亚绘画画廊，作品由1899年起由加蒂制作复制品。
拓扑博物馆逐渐扩展至52个展厅。1942年购入无辜者宫部分区域，开设了从圣母领报广场（piazza SS. Annunziata）进入的新入口，但楼上两层虽经过改造，未曾用作展览空间。自建馆以来，缺乏合适的展览空间一直是博物馆的慢性问题，再加上城市普遍对中世纪与文艺复兴相关文化遗产更为关心，未能给予足够关注，如明托所抱怨的。
1966年洪水彻底摧毁了拓扑博物馆，目前超过十万件珍贵物品存放于仓库，由于缺乏展览空间，仅在临时展览时对公众开放。
现今佛罗伦萨国家考古博物馆可观赏美第奇-洛林古代收藏（陶器、青铜及其他石雕，包括世界最大的和最著名的古钱币与宝石收藏之一——硬币收藏柜（Monetiere）），埃及博物馆（含精选科普特织物），部分拓扑展区展示来自贵族墓穴的巨大伊特鲁里亚葬礼群，宏伟花园以及丰富的希腊陶器收藏，这些器皿不仅源自伊特鲁里亚墓地，更因知名如著名的弗朗西斯花瓶世界闻名。
