พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ บ้านเก่า จัดตั้งขึ้นในปี พ.ศ.2508 เพื่อเก็บรวบรวมรักษาและจัดแสดงโบราณวัตถุสมัยก่อนประวัติศาสตร์ที่ได้จากการขุดค้นทางโบราณคดีที่แหล่งโบราณคดีบ้านเก่าและแหล่งโบราณคดีอื่นๆในจังหวัดกาญจนบุรี 
      สืบเนื่องจากจากการที่ ดร.เอช อาร์ แวน เฮเกอเร็น (H.R.Van Heekeren) นักโบราณคดีชาวฮอลันดา ถูกจับเป็นเฉลยศึกและถูกเกณฑ์มาสร้างทางรถไฟสายมรณะในสงครามโลกครั้งที่ 2 ได้พบเครื่องมือหินกะเทาะและขวานหินขัด ขณะทำงานอยู่บริเวณตำบลบ้านเก่าจังหวัดกาญจนบุรีเมื่อสงครามสงบลงได้นำเครื่องมือหินที่พบกลับไปศึกษาวิเคราะห์ที่พิพิธภัณฑ์พีบอดี  สหรัฐอเมริกาจนนำไปสู่การสำรวจขุดค้นทางโบราณคดี โดยนักโบราณคดีไทยและต่างประเทศ ในพื้นที่บ้านเก่า เป็นครั้งแรกเมื่อ พ.ศ.2499  
      หลังจากนั้นระหว่าง พ.ศ.2503-2505 คณะสำรวจก่อนประวัติศาสตร์โครงการความร่วมมือทางโบราณคดีระหว่างไทย-เดนมาร์ก  ได้ทำการศึกษาขุดค้นทางโบราณคดีที่แหล่งโบราณคดีบ้านเก่า บริเวณที่ดินของนายลือ-นายบาง เหลืองแดง ริมแม่น้ำแควน้อย พบโบราณวัตถุสมัยก่อนประวัติศาสตร์จำนวนมาก ต่อมากรมศิลปากร จึงได้จัดตั้งพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ บ้านเก่า ขึ้นในบริเวณใกล้กับแหล่งขุดค้น แหล่งโบราณคดีบ้านเก่า อยู่ห่างประมาณ 500 เมตร