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Agli inizi del Settecento Vittorio Amedeo II raccolse le opere collezionate dai suoi antenati e costituì un museo denominato Museo dell'Università.
Nel corso del XIX secolo quasì tutti i reperti di antichità classica vennero trasferiti nel palazzo dell'Accademia delle Scienze, dove nel frattempo si era formato il nucleo di ciò che oggi è divenuto il Museo Egizio di Torino.
Nel 1940 avvenne la separazione da quello che fino ad allora era il Regio Museo di Antichità greco-romane ed egizie e nasce ufficialmente il Museo di Antichità, che dal 1982 viene trasferito in una sede propria.
Nel Settore del Territorio, i reperti sono proposti al visitatore attraverso un percorso cronologico che si snoda a ritroso, dal Rinascimento al Paleolitico, come in un ideale scavo archeologico. Vi si possono ammirare, testimonianze di castelli e monasteri basso-medievali, eccezionali corredi funerari longobardi, ricche testimonianze del Piemonte romano tra cui eccellono i celebri bronzi di Industria, importanti ritrovamenti espressione delle genti di cultura celtica della regione durante l’età del Ferro con prestigiosi reperti che attestano la presenza etrusca, la documentazione archeologica di siti dell’età del Bronzo come il noto insediamento palafitticolo di Viverone, e del Neolitico, testimoni della più antica presenza umana stabile in Piemonte e le tracce degli spostamenti stagionali di gruppi umani nel Mesolitico e nel Paleolitico.
Il Settore delle Collezioni storiche, trasporta il visitatore lungo la penisola, nell’Europa continentale e nel bacino del Mediterraneo, fra antichità preistoriche e protostoriche, etrusche, greche e magno-greche, romane, fenicie e assire, e tra straordinari capolavori – dallo psykter firmato da Euthymides, al ritratto di Cesare da Tuscolo, dal celebre rilievo del Kairos, alla copia romana in basalto verde dell’amazzone di Fidia, alla statua di imperatore in porfido rosso proveniente dall’Egitto - in un affascinante viaggio da Cipro a Khorsabad (Iraq).
Dal 1° giugno 2013 con l'inaugurazione della mostra “Archeologia a Torino” il museo ha aperto di fatto la sua terza sezione, dedicata alla lunga storia della città. Il trasferimento della Galleria Sabauda nella Manica Nuova di Palazzo Reale e la creazione di un unico ingresso per i due musei - che contribuiscono a completare il Polo Reale - hanno offerto l’occasione per l’allestimento dei locali al piano seminterrato, direttamente affacciati sul teatro romano.
Questi suggestivi ambienti sono adesso i primi spazi di visita del Museo di Antichità. In questa neonata sezione hanno trovato sistemazione i materiali archeologici torinesi, che da molti decenni attendevano di essere restituiti al pubblico insieme alle nuove acquisizioni, frutto degli scavi recenti e mai esposte prima.
Da sabato 1 giugno 2013 il Palazzo Reale di Torino, l'Armeria Reale, la Galleria Sabauda e il Museo di Antichità sono visitabili all'interno di un unico percorso di visita.