Fue inaugurado el 27 de marzo de 2011, y se compone del yacimiento arqueológico más importante que de la etapa romana de Sevilla se conserva, que fue hallado tras una primera excavación en la plaza en los años 1990 con el fin de construir un aparcamiento subterráneo y remodelar la plaza, proyecto que fue abortado tras el hallazgo.

En el año 2004 el Ayuntamiento de Sevilla premió el proyecto denominado Metropol Parasol, del arquitecto Jürgen Mayer, en el que se integra el museo; para sus instalaciones se contó con un presupuesto de 4,2 millones de euros.

Dentro del conjunto se halla la correspondiente a los siglos I al VI, que pertenece a la etapa romana, en la que destacan los mosaicos de la Casa Romana, la Casa de la Ninfa y la Casa de Baco, así como un mural de tres metros en el Patio del Océano.

Una segunda parte corresponde a la época andalusí de la ciudad (siglos XII-XIII), en la que destaca una casa islámica almohade.

Su proyecto fue realizado por el arquitecto Felipe Palomino González, sobrino del expresidente Felipe González Márquez, y es gestionado por el Patronato del Real Alcázar.