พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ บ้านเก่า จัดตั้งขึ้นในปี พ.ศ.๒๕๐๘ เพื่อเก็บรวบรวม รักษาและจัดแสดงโบราณวัตถุสมัยก่อนประวัติศาสตร์ที่ได้จากการขุดค้นทางโบราณคดีที่แหล่งโบราณคดีบ้านเก่าและแหล่งโบราณคดีอื่นๆในจังหวัดกาญจนบุรี

สืบเนื่องจากจากการที่ เอช อาร์ แวน เฮเกอเร็น (H.R.Van Heekeren) นักโบราณคดีชาวฮอลันดา ซึ่งถูกจับเป็นเฉลยศึกและถูกเกณฑ์มาสร้างทางรถไฟสายมรณะในสงครามโลกครั้งที่ ๒  ได้พบเครื่องมือหินกะเทาะและขวานหินขัด ขณะทำงานอยู่บริเวณตำบลบ้านเก่า จังหวัดกาญจนบุรี เมื่อสงครามสงบลง จึงได้นำเครื่องมือหินที่พบกลับไปศึกษาวิเคราะห์ที่พิพิธภัณฑ์พีบอดี  สหรัฐอเมริกา นำไปสู่การสำรวจขุดค้นทางโบราณคดีโดยนักโบราณคดีไทยและต่างประเทศในพื้นที่บ้านเก่าเป็นครั้งแรกเมื่อ พ.ศ.๒๔๙๙

หลังจากนั้นระหว่าง พ.ศ.๒๕๐๓-๒๕๐๕ คณะสำรวจก่อนประวัติศาสตร์โครงการความร่วมมือทางโบราณคดีระหว่างไทย-เดนมาร์ก ได้ทำการศึกษาขุดค้นทางโบราณคดีที่แหล่งโบราณคดีบ้านเก่า บริเวณที่ดินของนายลือ-นายบาง เหลืองแดง ริมแม่น้ำแควน้อย พบโบราณวัตถุสมัยก่อนประวัติศาสตร์จำนวนมาก ต่อมากรมศิลปากร จึงได้จัดตั้งพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ บ้านเก่า ขึ้นบริเวณแหล่งขุดค้น

ภายในพิพิธภัณฑ์ แบ่งการจัดแสดงออกเป็น

ห้องจัดแสดง 1 จัดแสดงประวัติความเป็นมาของเมืองกาญจนบุรี สภาพภูมิประเทศ ธรณีวิทยา ป่าไม้ และทรัพยากรธรรมชาติ

ห้องจัดแสดง 2 จัดแสดงโบราณวัตถุสมัยก่อนประวัติศาสตร์ ที่พบจากการสำรวจขุดค้นทางโบราณคดีที่แหล่งโบราณคดีบ้านเก่า ได้แก่ แหล่งนายบาง นายลือ เหลืองแดง แหล่งวัดท่าโป๊ะ ถ้ำหีบ ถ้ำเม่น ถ้ำทะลุ  เป็นต้น โบราณวัตถุชิ้นสำคัญ ประกอบด้วย ภาชนะดินเผาสามขา ภาชนะทรงคนโท ภาชนะทรงพาน เครื่องมือหินกะเทาะ ลูกปัดหิน  และโครงกระดูกมนุษย์สมัยก่อนประวัติศาสตร์

ห้องจัดแสดง 3 จัดแสดงโลงศพไม้ ที่พบจากการสำรวจขุดค้นในถ้ำ เพิงผา และบริเวณริมแม่น้ำแควน้อย แม่น้ำแควใหญ่ โลงศพไม้ทำจากท่อนไม้ขนาดใหญ่ เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 60-80 ซ.ม. ยาว 250-300 ซม. ทำจากไม้เนื้อแข็ง เช่น ไม้ตะเคียนทอง ไม้ประดู่ ฯลฯ ผ่าออกตามแนวยาวแล้วขุดเนื้อไม้ออก ตรงกลางมีพื้นที่ว่างอาจใช้สำหรับบรรจุโครงกระดูกมนุษย์ สิ่งของเครื่องใช้สำหรับพิธีกรรมเกี่ยวกับความตาย ส่วนหัวและท้ายมีรูปคล้ายศีรษะมนุษย์ หรือสัตว์ ปัจจุบันพบโลงไม้ ในจังหวัดแม่ฮ่องสอน ในต่างประเทศพบที่จีน พม่า และมาเลเซีย เป็นต้น

ห้องจัดแสดง 4 จัดแสดงโบราณวัตถุที่ได้จากการสำรวจขุดค้นทางโบราณคดีในจังหวัดกาญจนบุรี อายุสมัยตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ยุคหิน ยุคโลหะ  เช่น  แหล่งโบราณคดีบ้านดอนน้อย  อำเภอบ่อพลอย แหล่งโบราณคดีบ้านดอนตาเพชร อำเภอพนมทวน ถ้ำพระ อำเภอไทรโยค เป็นต้น 

ห้องจัดแสดง 5 จำลองการดำรงชีวิตของมนุษย์ในสังคมล่าสัตว์และสังคมเกษตรกรรม  แสดงให้เห็นถึงพัฒนาการทางสังคมของมนุษย์สมัยก่อนประวัติศาสตร์ ที่มนุษย์ดำรงชีวิตด้วยการเก็บของป่า ล่าสัตว์ และจัดแสดงภาพถ่ายโบราณวัตถุชิ้นสำคัญ  เช่น จี้รูปสิงโต ลูกปัดหิน ประติมากรรมสำริดรูปไก่ที่พบจากแหล่งโบราณคดีบ้านดอนตาเพชร อำเภอพนมทวน ภาพตะเกียงโรมันสำริด พบที่โบราณสถานพงตึก อำเภอท่ามะกา จังหวัดกาญจนบุรี ปัจจุบันโบราณวัตถุชิ้นสำคัญดังกล่าวจัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ พระนคร

ห้องจัดแสดง 6 จัดแสดงภาพถ่ายการดำเนินงานทางโบราณคดี และจัดแสดงโบราณวัตถุชิ้นสำคัญที่พบจากการขุดแต่งและบูรณะปราสาทเมืองสิงห์เมื่อ พ.ศ.2517-2530  โบราณวัตถุชิ้นสำคัญ ประกอบด้วย ประติมากรรมรูปเคารพพระโพธิสัตว์อวโลกิเตศวว นางปรัญาปารมิตา  ประติมากรรมปูนปั้นรูปบุคคลหลากหลายชาติพันธุ์  ภาชนะดินเผา  ภาชนะสำริด  แท่นหินบดยา และชิ้นส่วนประกอบสถาปัตยกรรม