El núcleo fundacional del museo se basaba en las colecciones municipales de historia de Barcelona que se habían ido formando desde el siglo XIX y comprendía el conjunto monumental de la plaza del Rey (casa Padellás, excavaciones, Salón del Tinell y capilla de santa Ágata). Gradualmente, el museo fue incorporando otros espacios como el Templo de Augusto, la vía sepulcral romana de la plaza de la Villa de Madrid.
