Lleva su nombre en honor al expresidente argentino, Arturo Illia.
Ocupaba un edificio perteneciente al Banco Nación, que estaba ubicado en la calle 27 de Abril.
Es en ese momento cuando se separan las colecciones, creándose por un lado el Museo Histórico Colonial y por el otro, el de Ciencias Naturales.
En 1955, se reconstruyó el museo, emplazado en la calle Corrientes 78, reabriendo sus puertas en 1958.
Además, en este nivel hay una sala de conferencias.