Η πρώτη Aρχαιολογική Συλλογή ιδρύθηκε στη Σπάρτη το 1833 από το Γερμανό αρχαιολόγο L. Ross. Στεγάστηκε στην εκκλησία του Αγίου Παντελεήμονα και σύντομα καταστράφηκε από φωτιά. Δημιουργήθηκε εκ νέου το έτος 1872 από τον Έφορο Αρχαιοτήτων, Π. Σταματάκη ο οποίος περισυνέλεξε 288 αρχαία αντικείμενα τα οποία αποτέλεσαν τον πυρήνα των ευρημάτων του μουσείου το οποίο άρχισε να οικοδομείται λίγο αργότερα.

Ο πλούτος των ευρημάτων καθώς και η αγάπη τους για την ιστορία της περιοχής τους, οδήγησε μια ομάδα φιλάρχαιων Σπαρτιατών στην ίδρυση του Συλλόγου Φίλων του Αρχαιολογικού Μουσείου Σπάρτης «Παναγιώτης Σταματάκης?, το έτος 1997, τιμώντας έτσι τον ιδρυτή του Μουσείου Σπάρτης και παράλληλα έναν εκ των πρωτοπόρων της ελληνικής αρχαιολογίας. Ο Σύλλογος δραστηριοποιείται με ποικίλες εκδηλώσεις προωθώντας την ίδρυση νέου μουσείου στο κτήριο του ΧΥΜΟΦΙΞ και την ανάδειξη των αρχαιοτήτων της Σπάρτης και της Λακωνίας.

Το Αρχαιολογικό Μουσείο Σπάρτης είναι το πρώτο επαρχιακό μουσείο της Ελλάδας που σχεδιάστηκε και κτίστηκε εξαρχής για το σκοπό αυτό. ’ρχισε να οικοδομείται το 1874 σε σχέδια του Αρχιτέκτονα Γ. Κατσαρού αν και κατά καιρούς είχε θεωρηθεί έργο του διάσημου Δανού αρχιτέκτονα του 19ου αι. T. Hansen και ολοκληρώθηκε στις 23 Ιανουαρίου 1876. Το κτήριο στην πρώτη του μορφή περιελάμβανε δύο αίθουσες πέραν της κεντρικής, δυτικά και ανατολικά της οποίας είχε κτιστεί ένα ιωνικό πρόπυλο.

Οι έρευνες που άρχισαν να πραγματοποιούνται στη Σπάρτη από τα τέλη του 19ου αι. και οι περισυλλογές αρχαιοτήτων είχαν σαν αποτέλεσμα την αύξηση των ευρημάτων και την συνακόλουθη επέκταση του αρχικού κτηρίου με την προσθήκη αιθουσών στη βόρεια και τη νότια πλευρά του αρχικού κτηρίου. Η πρώτη επέκταση δύο αιθουσών - μίας στη βόρεια και μιας στη νότια πλευρά του κτηρίου - έγινε κατά το διάστημα 1905-1908 με δαπάνες της Αρχαιολογικής Εταιρείας. Δύο ακόμα αίθουσες με μεγαλύτερο πλάτος, προσετέθησαν κατά τον ίδιο τρόπο το έτος 1936.

Στη διάρκεια του δευτέρου παγκοσμίου πολέμου το Μουσείο της Σπάρτης δεν υπέστη καμία ζημιά ή κλοπή από τις δυνάμεις κατοχής, αφού τα ευρήματα συσκευάστηκαν και αποκρύφτηκαν εγκαίρως σε ειδικά κατασκευασμένη κρυψώνα, από τον τότε Έφορο Αρχαιοτήτων Θ. Καραχάλιο.

Kατά τη δεκαετία του 1950 πραγματοποιήθηκαν εργασίες συντήρησης στο κτήριο του μουσείου ενώ εξοικονομήθηκε και χώρος. Έτσι, αντικαταστάθηκε η στέγη του κτηρίου, το ανατολικό πρόπυλο κλείστηκε με σκοπό τη διαμόρφωση χώρου γραφείου, ενώ η βόρεια αίθουσα μετατράπηκε σε αποθηκευτικό χώρο. Kατά την δεκαετία του 1960 η ανεπάρκεια των εκθεσιακών, αποθηκευτικών και εργαστηριακών χώρων οδήγησε σε λύσεις ανάγκης. Έτσι, μεγάλου μεγέθους γλυπτά τοποθετήθηκαν στον κήπο του μουσείου ενώ στην ανατολική πλευρά του κτηρίου, κατασκευάστηκαν ανοικτές στοές με σκοπό την τακτοποίηση των λίθινων ευρημάτων. Oι στοές αυτές αργότερα κλείστηκαν για να στεγάσουν εργαστήρια και αποθήκες. Παράλληλα, προτάθηκε μια νέα επέκταση του κτηρίου η οποία όμως δεν πραγματοποιήθηκε.

Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, κατασκευάστηκε πάνω από τον αποθηκευτικό χώρο της βόρειας αίθουσας του μουσείου, ενδιάμεσο πάτωμα για την εξυπηρέτηση των αναγκών της Eφορείας σε γραφεία, ενώ από το έτος 1984 ο χώρος αυτός στεγάζει την έκθεση ευρημάτων της προϊστορικής εποχής από διάφορες περιοχές της Λακωνίας.

O μεγάλος αριθμός των ευρημάτων των σωστικών ανασκαφών που διενεργήθηκαν στην περιοχή κατά τις δεκαετίες 1970-1990 όξυναν το πρόβλημα της ανεπάρκειας του χώρου με αποτέλεσμα να γίνει επιτακτική η ανάγκη της οικοδόμησης ενός νέου μουσείου σε άλλο χώρο. Προσφορότερη λόγω της μεγάλης έκτασής της και της γειτνίασης με τον αρχαιολογικό χώρο, κρίθηκε η έκταση του παλαιού εργοστασίου ΧΥΜΟΦΙΞ στη βόρεια είσοδο της πόλης η οποία βρίσκεται στο στάδιο της αγοράς της από το Yπουργείο Πολιτισμού.