Aunque contó desde sus inicios con algunas piezas procedentes de la Colección Real, recibidas a través del Museo de Medallas y Antigüedades de la Biblioteca Nacional, y del Real Gabinete de Historia Natural, a través de su sucesor, el Museo Nacional de Ciencias Naturales, el gran impulso fue la compra en 1874 de la colección de arqueología del marqués de Salamanca, la más importante colección particular española decimonónica en su ámbito, que incluía 944 de ellos.