Η Αρχαιολογική Συλλογή της Αιανής ιδρύθηκε το 1970 και αρχικά περιλάμβανε τις προϊστορικές και τις κλασικές αρχαιότητες της αρχαίας πόλης και της ευρύτερης περιοχής. Ωστόσο, ο συνεχώς αυξανόμενος αρχαιολογικός πλούτος της Αιανής επέβαλε την ίδρυση ενός μεγάλου και σύγχρονου αρχαιολογικού μουσείου, για να περιλάβει και τα χιλιάδες ευρήματα, που προήλθαν από τις σωστικές ανασκαφές της κατασκευής του εθνικού και επαρχιακού οδικού δικτύου από όλο το Νομό Κοζάνης (Εγνατία Οδός, Εθνική Οδός Κοζάνης-Πτολεμαϊδας-Νίκης, Εθνική Οδός Ρυμνίου-Κοζάνης), οι οποίες ολοκληρώθηκαν πρόσφατα.

Το κτήριο του Αρχαιολογικού Μουσείου της Αιανής θεμελιώθηκε το 1992. Το 1993 οι εργασίες διακόπηκαν και επαναλήφθηκαν το Μάιο του 1995, όταν μετά τον καταστροφικό σεισμό της 13ης Μαΐου η παλαιά Αρχαιολογική Συλλογή του Δημοτικού Καταστήματος, οι αποθηκευμένες αρχαιότητες και ο εξοπλισμός εργαστηρίων από το Πνευματικό Κέντρο του Δήμου μεταφέρθηκαν σε ημιτελή αίθουσα του νέου μουσείου. Η κατασκευή του ολοκληρώθηκε το 1997. Η λειτουργία των εργαστηρίων είχε αρχίσει ήδη από το 1995 και οι αρχαιότητες είχαν αποθηκευθεί σε αίθουσες με κατάλληλες συνθήκες υγρασίας και αφύγρανσης. Κατά τα έτη 1996 και 1997 συντάχθηκαν και εγκρίθηκαν από το Κεντρικό Αρχαιολογικό Συμβούλιο το Μουσειογραφικό Πρόγραμμα και η Προμελέτη Διαμόρφωσης του Περιβάλλοντος Χώρου και μέχρι το 2002 είχαν ολοκληρωθεί οι σχετικές εργασίες διαμόρφωσης. Η λειτουργία του εκθεσιακού χώρου του μουσείου άρχισε τον Οκτώβριο του 2002, όταν ολοκληρώθηκε η έκθεση σε δύο αίθουσες, έκτασης 153 και 89 τ.μ. αντίστοιχα.