Музей старожитностей Катеринославської губернії був заснований в 1849 р. Спочатку він розміщувався в одній з кімнат потьомкінського палацу, пізніше з ініціативи Катеринославського наукового товариства почалося будівництво спеціальної будівлі. Проект розроблений арх. Г. І. Панафутіним в модернізованому класицистичній стилі. Стара будівля музею одноповерхова. Будівля й інтер'єри оброблені ліпленням. Стара частина сполучена з новим двоповерховим будинком, в якому розміщена експозиція, і будівлею діорами "Битва за Дніпро".

Біля музею встановлено колекція скіфських баб. У 1968 - 77 рр.. проведені роботи з реконструкції будівлі (арх. В. А. Зуєв): добудовано нове приміщення, в якому розмістилися діорама "Битва за Дніпро" та експозиція історичного музею ім Д. І. Яворницького з виставковим залом.