La sede actual del Museo está dentro de la alcazaba islámica, en el Palacio de los Duques de la Roca, inmueble construido por la familia noble de los Suárez Figueroa en el siglo XVI. Su estructura es la de un palacio-fortaleza con patio central. Conserva algunos elementos mudéjares como los esgrafiados en sus torres y ventanas en arco con herradura y alfiz. El Museo fue fundado en 1867 por la Comisión Provincial de Monumentos, institución surgida ante la necesidad de salvaguardar el patrimonio histórico y artístico procedente de la desamortización. En un principio, este Museo estuvo ubicado en el palacio de la Diputación Provincial de Badajoz. En 1938 pasó a depender del Estado central, segregándose del Museo de Bellas Artes y siendo trasladado a "La Galera", edificio anejo a la Torre de Espantaperros. En 1989, finalizadas las obras del nuevo edificio, se volvió a abrir al público presentando una visión general de la arqueología en la provincia de Badajoz.

El edificio actual es el resultado de numerosas transformaciones desde su fundación hasta el presente. En el siglo XVIII formó parte de las construcciones del cuartel de San José y tras la Guerra de la Independencia quedó en estado ruinoso. La restauración comenzó en 1970. Los elementos originales de la primitiva construcción son la fachada, la torre noroeste y algunas partes de su interior. El patio y la distribución interior se ha rehabilitado con fines museísticos.

La exposición del Museo se organiza en una secuencia cronológica siguiendo la evolución de las culturas asentadas en el territorio de la actual provincia de Badajoz, que viene a coincidir con el valle medio del Guadiana como eje estructurador del espacio bajoextremeño y de los asentamientos humanos. La exposición discurre de arriba a abajo; en las tres salas de la planta alta se exhiben vestigios de la prehistoria: Paleolítico Inferior y Medio, Calcolítico, Edad del Bronce, Período Orientalizante y Edad del Hierro.

En la entreplanta se expone el mundo romano en la zona; es un complemento a la visión del Museo Nacional de Arte Romano de Mérida donde se muestran restos de otros yacimientos romanos de la provincia y otros aspectos de la vida romana: economía minera, agricultura, creencias, muerte, etc. En la planta baja del Museo, en uno de los lados del patio central, se disponen cuatro espacios expositivos que ilustran temas relacionados con el período tardorromano y comienzos del cristianismo, la arquitectura decorativa de época visigoda (siglos VI y VII), la época islámica en Badajoz (siglos IX al XIII) y la Baja Edad Media cristiana (siglos XIII al XVI).

El Museo Arqueológico Provincial de Badajoz se ha caracterizado a lo largo de su historia por ser la institución museística que ha recogido, preservado y presentado una muestra general de los restos arqueológicos de la provincia. Sus ricos fondos abarcan más de 20.000 piezas representativas de la presencia humana en el territorio provincial desde sus primeras manifestaciones hasta el presente.

La cantidad y calidad de sus fondos constituyen una importante colección arqueológica de obligada referencia para conocer y construir el pasado del territorio de la Baja Extremadura.