พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ บ้านเก่า จัดตั้งขึ้นในปี พ.ศ.๒๕๐๘ เพื่อเก็บรวบรวม รักษาและจัดแสดงโบราณวัตถุสมัยก่อนประวัติศาสตร์ที่ได้จากการขุดค้นทางโบราณคดีที่แหล่งโบราณคดีบ้านเก่าและแหล่งโบราณคดีอื่นๆในจังหวัดกาญจนบุรี สืบเนื่องจากจากการที่ เอช อาร์ แวน เฮเกอเร็น (H.R.Van Heekeren) นักโบราณคดีชาวฮอลันดา ถูกจับเป็นเฉลยศึกและถูกเกณฑ์มาสร้างทางรถไฟสายมรณะในสงครามโลกครั้งที่ ๒  ได้พบเครื่องมือหินกะเทาะและขวานหินขัด ขณะทำงานอยู่บริเวณตำบลบ้านเก่าจังหวัดกาญจนบุรี เมื่อสงครามสงบลงได้นำเครื่องมือหินที่พบกลับไปศึกษาวิเคราะห์ที่พิพิธภัณฑ์พีบอดี  สหรัฐอเมริกา นำไปสู่การสำรวจขุดค้นทางโบราณคดีโดยนักโบราณคดีไทยและต่างประเทศในพื้นที่บ้านเก่าเป็นครั้งแรกเมื่อ พ.ศ.๒๔๙๙  หลังจากนั้นระหว่าง พ.ศ.๒๕๐๓-๒๕๐๕ คณะสำรวจก่อนประวัติศาสตร์โครงการความร่วมมือทางโบราณคดีระหว่างไทย-เดนมาร์ก ได้ทำการศึกษาขุดค้นทางโบราณคดีที่แหล่งโบราณคดีบ้านเก่า บริเวณที่ดินของนายลือ-นายบาง เหลืองแดง ริมแม่น้ำแควน้อย พบโบราณวัตถุสมัยก่อนประวัติศาสตร์จำนวนมาก ต่อมากรมศิลปากร จึงได้จัดตั้งพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ บ้านเก่า ขึ้นบริเวณแหล่งขุดค้น