Το Αρχαιολογικό Μουσείο της Βραυρώνας χτίστηκε το 1962 στους νοτιοανατολικούς πρόποδες του λόφου, σε απόσταση 200μ. περίπου από τον αρχαιολογικό χώρο, σύμφωνα με τα σχέδια του αρχιτέκτονα Γ. Φωτιάδη. Τα εγκαίνιά του πραγματοποιήθηκαν στις 25 Μαΐου 1969. Έκτοτε, αποτελεί ένα από σημαντικότερα μουσεία της Αττικής, που στεγάζει όχι μόνο το εντυπωσιακό υλικό από τις συστηματικές ανασκαφές του ιερού της Βραυρώνας, αλλά και από την ευρύτερη περιοχή της Μεσογαίας. Η πρώτη έκθεση οργανώθηκε από τον τότε Γενικό Έφορο Αρχαιοτήτων Ι. Κοντή, την Έφορο Β. Φιλιππάκη και τον καθηγητή Π. Θέμελη. Με πόρους του Γ΄ ΚΠΣ (Ε.Π. Πολιτισμός) εκσυγχρονίστηκαν οι υποδομές του κτηρίου και η εκθεσιακή δομή του αναδιαρθρώθηκε πλήρως. Ο σχεδιασμός της επανέκθεσης του 2007 – 2009 έγινε από τις αρχαιολόγους: Ιωάννα Δρακωτού, Ελένη Μεθοδίου, Βασιλική Σκαράκη, τους αρχιτέκτονες Γ. Χατζηγώγα (καθηγητής Αρχιτεκτονικής ΑΠΘ) και Π. Γούλιαρη.