Pireuksen arkeologisen museon kokoelma sai alkunsa yksityiskokoelmana. Se käsitti muun muassa Pireuksen antiikin aikaisen sataman alueelta tehtyjä hauta- sekä muita löytöjä. Ensimmäinen museo perustettiin vuonna 1935. Nykyinen museo perustettiin vuonna 1966 aikaisemman laajennukseksi ja avattiin vuonna 1981. Uusi museorakennus rakennettiin vuosina 1996–1998. Tämän jälkeen vanha museorakennus jäi varastotiloiksi. Museo kärsi jonkin verran vaurioita vuoden 1999 maanjäristyksessä ja korjattiin tuon jälkeen.