Το πρώτο άτυπο μουσείο στην ανατολική πτέρυγα του μητροπολιτικού συγκροτήματος ιδρύθηκε από τον Γάλλο βυζαντινολόγο Gabriel Millet στα τέλη του 19ου αιώνα. Εκεί τοποθετήθηκαν γλυπτά αρχιτεκτονικά μέλη από τους ναούς του Μυστρά, ενώ στις αρχές του 20ου αιώνα η συλλογή εμπλουτίστηκε, με τη συμβολή του μητροπολίτη Σπάρτης Θεόκλητου Μινόπουλου.

Το Μουσείο του Μυστρά ιδρύθηκε επίσημα το 1952, όταν επιμελητής αρχαιοτήτων ήταν ο Νικόλαος Δρανδάκης, οπότε η συλλογή μεταφέρθηκε στη δυτική πτέρυγα του μητροπολιτικού συγκροτήματος. Στην αίθουσα του ορόφου παρουσιάζονταν αντικείμενα μικροτεχνίας, προερχόμενα, στην πλειονότητά τους, από ανασκαφές στο χώρο, καθώς και φορητές εικόνες, ενώ στο ισόγειο η παλαιότερη έκθεση των γλυπτών εμπλουτίστηκε με τη μεταφορά αντικειμένων βυζαντινής εποχής, που μέχρι τότε βρίσκονταν στο Μουσείο της Σπάρτης. Τότε η έκθεση επεκτάθηκε και στον ημιυπαίθριο και στους αύλειους χώρους του μητροπολιτικού συγκροτήματος, συνεχίζοντας μία τάση που είχαν ήδη υιοθετήσει προσωπικότητες, όπως ο μητροπολίτης Ανανίας Λαμπάρδης, που φρόντισαν, ως λάτρεις της τέχνης του παρελθόντος, κατά την ανέγερση του μητροπολιτικού συγκροτήματος, να διακοσμήσουν τις όψεις του με γλυπτά, αναδεικνύοντάς τα παράλληλα.