Dział Archeologii istnieje od 1956 r. jednak zabytki i materiały archiwalne gromadzone były już wcześniej.
W latach 1948-1949 Jerzy Antoniewicz archeolog z Warszawy oraz Hieronim Skurpski, ówczesny kierownik Muzeum Mazurskiego w Olsztynie zabezpieczali i uratowali przed rozproszeniem część eksponatów i archiwaliów z dawnych wschodniopruskich Heimatuseen – m.in. z Giżycka, Kętrzyna i Lidzbarka Warmińskiego – oraz przechowywaną w Karolewie, koło Kętrzyna dużą kolekcję zabytków i dokumentacji z Muzeum Prussii oraz Muzeum Prowincjonalnego w Królewcu. Jeszcze przed oficjalnym powstaniem Działu Archeologii, w roku 1953 wszystkie zbiory archeologiczne zgromadzone w muzeum zostały zainwentaryzowane przez ówczesnego studenta archeologii Uniwersytetu Warszawskiego Jerzego Okulicza.
Zbiory Działu Archeologii, to po względem terytorialnym dość jednorodny depozyt, który pochodzi przede wszystkim z północno-wschodniej Polski oraz Obwodu Kaliningradzkiego, zatem głównie z terenu dawnych Prus Wschodnich. Łączna liczba zabytków ruchomych, które zainwentaryzowane są w ramach 2087 zespołów inwentarzowych wynosi prawie 21 tysięcy. Pod względem chronologicznym eksponaty reprezentują wszystkie epoki pradziejów od paleolitu, mezolitu i neolitu, poprzez epoki metali, czyli epokę brązu, wczesną epokę żelaza, okres lateński, okres rzymski, wędrówek ludów oraz wczesne średniowiecze. Szczególnie liczne są zabytki z epoki brązu i wczesnej epoki żelaza oraz okresu rzymskiego. Bardzo liczne są również eksponaty z okresów młodszych, czyli późnego średniowiecza i czasów nowożytnych.
Wśród zbiorów archeologicznych dominują zabytki pozyskane podczas wykopalisk prowadzonych przez trzy pokolenia pracowników Działu Archeologii. Stosunkowo niewielką część (ok. 2 tys.), stanowią znaleziska z badań niemieckich realizowanych w XIX i na początku XX wieku przez archeologów z Muzeum Prussii w Królewcu oraz badaczy z muzeów regionalnych dawnych Heimatmuseen w Giżycku, Olsztynie, Lidzbarku Warmińskim oraz Ostródzie. Bardzo dużą wartość źródłową mają też archiwalia z badań prahistoryków niemieckich, wśród których szczególnie cenne są zespoły dokumentacji określone jako: kartoteka Otto Tischlera (Tischlers Zettelkatalog), depozyt Johannesa Heydecka (Depot Heydeck), kartoteka Hansa Schleifa oraz pozyskana w ostatnich latach z Kulturhistorisches Museum w Görlitz spuścizna Georga Vogta geodety i prahistoryka z Sensburga/Mrągowa.
