Il museo archeologico nasce dall'esigenza da parte dell'accademia di Brera di avere una sezione archeologica da compensare con gli studi artistici. Nel 1814 il segretario dell'accademia Bossi acquistò una prima selezione di 500 pezzi dagli scavi effettuati a Milano nelle pubbliche vie e nelle chiese.
Nel 1862 fu istituito il Regio Museo Patrio di Archeologia retto da una consulta archeologica che gestiva il suo riordino e l'ampliamento. Nel 1900, il museo, che riuniva le raccolte statali e quelle municipali, venne trasferito al Castello Sforzesco nella Corte Ducale per poi spostarsi, nel 1965, nell'area dell'antico Monastero Maggiore di S. Maurizio, dopo il completamento del restauro del complesso, pesantemente bombardato nell'ultima guerra, mentre le Sezioni di Preistoria ed Egizia sono rimaste al Castello.
Oggi il museo ospita un'ampia sezione romana, l'arte del gandhara con reperti rinvenuti dall'attuale Pakistan settentrionale, la sezione medievale, quella etrusca ed infine i reperti greci. Nel chiostro interno sono visibili i resti di un'abitazione romana (I-III sec d.C), un ampio tratto delle antiche mura di cinta della città (III-IV sec d.C) e una torre poligonale inglobata dal monastero in epoca medioevale.