A criação do Museu Arqueológico Nacional de Florença, que está entre os mais antigos do nosso país, faz parte da tendência europeia do nascimento de museus como estruturas estatais ligadas à formação das nações modernas. Num projeto geral de reorganização dos museus da cidade, com o objetivo de dividir as coleções da Galeria dos Uffizi, este museu foi criado por decreto real de 17 de março de 1870 e aberto ao público em 12 de março de 1871 no chamado "Cenacolo di Foligno", na Via Faenza, com as coleções do Museu Etrusco, que também incluíam as antiguidades gregas e romanas das coleções dos Médici e dos Lorena.
Neste mesmo local, em 1855, foi também criado o Museu Egípcio, o segundo em Itália, depois do de Turim, contendo alguns objetos já presentes nas coleções dos Médici desde o século XVIII, mas substancialmente aumentado graças ao trabalho do Grão-Duque Leopoldo II da Toscana, que, além de adquirir algumas coleções particulares, financiou, juntamente com Carlos X, rei de França, uma expedição científica ao Egito, dirigida por Jean-François Champollion, decifrador de hieróglifos, e por Ippolito Rosellini, de Pisa, que ficou conhecido como o pai da egiptologia italiana. Numerosos objetos recolhidos durante a viagem através de escavações e compras de artefactos a comerciantes locais foram divididos igualmente entre o Louvre em Paris e Florença durante a viagem de regresso.
O Museu Arqueológico mudou-se da sua antiga sede na Via Faenza para o Palazzo della Crocetta em 1880, porque as novas instalações já não eram capazes de acomodar a crescente coleção. Além disso, foi construído um corredor entre o Palazzo della Crocetta e a igreja da Santissima Annunziata para que a princesa, que se dizia estar "fortemente mal composta" e incapaz de participar em cerimónias religiosas ao ar livre, pudesse fazê-lo sem ser vista.
O Museu Egípcio de Florença foi reorganizado em 1880 pelo egiptólogo piemontês Ernesto Schiaparelli. Foi transferido para a sua sede atual em 1883 e inaugurado na presença dos reis Humberto e Margarida de Saboia. Schiaparelli enriqueceu as coleções florentinas com as suas escavações e aquisições feitas no Egito antes de se mudar para Turim. O último núcleo de coleções a ser adicionado ao Museu Egípcio de Florença são as doações de particulares e instituições científicas, incluindo os achados do Instituto Papirológico Florentino provenientes das escavações realizadas entre 1934 e 1939. Esta coleção de tecidos da era copta está entre as mais ricas e importantes do mundo.
Luigi Adriano Milani foi diretor do Museu Arqueológico de 1884 a 1907. Durante o seu mandato, foi responsável pela nova configuração do museu, que manteve o critério de exposição tipológica das coleções antigas. Utilizou o método historicista para os achados das novas escavações, constituindo os primeiros núcleos do futuro museu topográfico. Realizou apenas parcialmente o projeto de trazer para o museu todas as esculturas antigas preservadas nos jardins e palácios florentinos. Entre 1890 e 1898, alguns dos grandes bronzes etruscos, gregos e romanos chegaram aos Uffizi, bem como numerosos bronzes gregos e romanos das coleções dos Médici e dos Lorena.
A 5 de maio de 1898, foi inaugurada a secção do Museu Topográfico da Etrúria, que contém artefactos sobre a história dos etruscos através de artefactos recolhidos durante as escavações. O jardim histórico, aberto ao público em 1902, alberga alguns túmulos restaurados da civilização etrusca.
Após a morte de Milani, o processo de recuperação continuou com Antonio Minto, que renovou completamente o traçado do Palácio da Crocetta, restaurando o segundo andar para fins expositivos. Tratava-se de acolher uma coleção de tapeçarias e tecidos antigos, além de expor várias obras de arte, incluindo as coleções de cerâmica grega, etrusca e romana, a terracota etrusca, a gipsoteca e a Galeria Régia de pintura etrusca, em reproduções feitas por Gatti a partir de 1899.
O Museu Topográfico tinha originalmente apenas algumas salas. Em 1942, o Palazzo degli Innocenti foi adquirido e o museu foi ampliado para 52 salas. No entanto, os andares superiores do Palácio nunca foram usados como exposições de museu. A falta de espaço tem sido um problema para o museu desde a sua criação e também sofreu com a indiferença da cidade.
A inundação de 1966 destruiu o Museu Topográfico e, como resultado, mais de cem mil objetos inestimáveis estão agora armazenados em armazéns. Por este motivo, o Museu só pode oferecer ao público exposições temporárias limitadas.
Hoje, no Museu Arqueológico Nacional de Florença, é possível admirar a maior parte das antigas coleções de cerâmica, bronzes e outras esculturas líticas dos Médici-Lorena, incluindo o Monetiere, uma das principais coleções de moedas e pedras preciosas antigas. Além disso, o Museu Egípcio inclui uma seleção de tecidos coptas, parte da secção topográfica. Há grandes complexos funerários etruscos de túmulos principescos, o jardim monumental e uma rica seleção de vasos gregos encontrados em túmulos etruscos (e não só). Alguns destes vasos, como o Vaso François, são famosos em todo o mundo.