El proyecto del Museo original data del año 1943 y fue desarrollado por la Municipalidad de La Serena. En 1948, el museo fue transferido a la Dibam y se construyó un edificio de obra nueva dentro del mismo sitio. Recientemente, en el año 2021, se ejecutó un proyecto de conservación y ampliación, junto con el desarrollo de una nueva habilitación. La colección del Museo destaca por la gran cantidad de objetos a partir de investigaciones arqueológicas realizadas por los investigadores de la institución. La colección esta agrupada en tres secciones, siendo Arqueología, Etnografía y Paleontología.