Además de las excavaciones en la plaza del Rey y en otras zonas de la ciudad antigua, las intervenciones arqueológicas llevadas a cabo por el museo en la muralla romana permitieron hallar y seguidamente incorporar a sus colecciones piezas muy representativas de la ciudad romana, al igual que la excavación bajo la Catedral de Barcelona, que supuso el hallazgo del baptisterio paleocristiano (1968).