Πυρήνας του Μουσείου Ρεθύμνου υπήρξε η αρχαιολογική συλλογή του Φιλεκπαιδευτικού Συλλογου Ρεθύμνου, η οποία συγκροτήθηκε στο β΄ μισό του 19ου αιώνα. Η συλλογή περιελάμβανε κυρίως αγγεία, γλυπτά και νομίσματα χωρίς ένδειξη προέλευσης καθώς και ορισμένα Αιγυπτιακά αντικείμενα και ένα γυάλινο φοινικικό περίαπτο. Τα αντικείμενα αποκτήθηκαν από τον Φιλεκπαιδευτικό μέσω αγορών και δωρεών. Μετά την ενσωμάτωση της Κρήτης στο Ελληνικό κράτος, το Μουσείο απέκτησε δημόσιο χαρακτήρα και η συλλογή του εμπλουτίστηκε με ευρήματα από τις ανασκαφές που πραγματοποιήθηκαν στην Π.Ε. Ρεθύμνου. Μέχρι και τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο η συλλογή του Μουσείου στεγαζόταν σε κτήριο στην Παλιά Πόλη Ρεθύμνου. Το 1954 άνοιξε για το κοινό το Αρχαιολογικό Μουσείο Ρεθύμνου στο κτήριο της Ενετικής Λότζιας όπου παρέμεινε μέχρι το 1990, οπότε και μεταστεγάστηκε στο πενταγωνικό οχυρό μπροστά από την είσοδο του φρουρίου της Φορτέτζας.

Η Προσωρινή Έκθεση του Αρχαιολογικού Μουσείου Ρεθύμνου στο ναό του Αγίου Φραγκίσκου, που αποφασίστηκε λόγω των σοβαρών στατικών προβλημάτων του πενταγωνικού οχυρού, αποτελεί μεταβατική φάση μέχρι την ανέγερση του νέου Αρχαιολογικού Μουσείου, το οποίο θα παρουσιάζει τη διαχρονική ιστορία του τόπου από την απώτατη αρχαιότητα μέχρι και τους νεότερους χρόνους.