Un primer museo arqueológico fue fundado en El Pireo en 1935 junto al antiguo teatro de Zea, pero la necesidad de contar con una mayor superficie hizo que se proyectara un nuevo edificio junto al antiguo, que fue inaugurado en 1981.

En 1996 se iniciaron obras para renovarlo y ampliarlo con dos nuevas salas.

Se expone en diez salas repartidas en los dos pisos del edificio.

El museo posee talleres de mantenimiento en el sótano y una tienda situada en el edificio del antiguo museo, que se encuentra al lado del actual.

El museo se estructura en torno a diferentes secciones temáticas: