Muzeum Starożytności Polskich i Słowiańskich Wielkiego Księstwa Poznańskiego, zwane również Muzeum Starożytności Krajowych, powołane 23 września 1857 roku uchwałą Wydziału Nauk Historycznych i Moralnych Poznańskiego Towarzystwa Przyjaciół Nauk, było jednym z najstarszych muzeów Polsce, w którym systematycznie zaczęto gromadzić zabytki archeologiczne. Tekst powołującej je uchwały ukazał się w Gazecie Wielkiego Księstwa Poznańskiego nr 252 z 28 października 1857 r.

Napływające licznie dary, czy to w formie pojedynczych znalezisk, czy całych bogatych kolekcji, ze względu na trudności lokalowe z jakimi borykało się Towarzystwo w początkach swojej działalności, nie były początkowo udostępniane publicznie, a dostępne jedynie dla jego członków i zainteresowanych badaczy. Z czasem zbiory Muzeum Starożytności wzrosły w swej liczbie na tyle, że należało podzielić je na kilka działów. Najbogatszym z nich okazał się dział przedhistoryczny, którego zbiory w marcu 1869 r. liczyły już 749 zabytków.

Pierwszą wystawę stałą, dostępną dla każdego chętnego, zorganizowano jednak dopiero w 1882 r., już w nowej siedzibie PTPN. Wraz z nowymi pomieszczeniami dotychczasowe Muzeum Starożytności Krajowych otrzymało nową nazwę: Muzeum im. Mielżyńskich. W ten sposób zakończył się w dziejach PTPN okres przenoszenia zbiorów muzeum z miejsca na miejsce, ustawicznych przegrupowań i borykania się z brakiem miejsca, światła, czy ogrzewania.

W 1888 r., dzięki staraniom ówczesnego konserwatora zbiorów Bolesława Erzepkiego powstały katalogi części kolekcji sztuki, a w przygotowaniu były katalog zbiorów prehistorycznych i katalog gabinetu numizmatycznego. Po 1912 r. został sporządzony również katalog zbioru pamiątek historycznych. Erzepki opracował i opublikował ponadto wiele prac poświęconych zabytkom pradziejowym na łamach m.in. "Zapisków Archeologicznych" i "Albumu przedhistorycznych zabytków Wielkiego Księstwa Poznańskiego". Od 1914 r. miał on wsparcie w Józefie Kostrzewskim, który objął stanowisko drugiego konserwatora i kierownika działu prehistorycznego Muzeum im. Mielżyńskich.

Dzięki licznym publikacjom w języku polskim i niemieckim zbiory tego działu zyskały międzynarodowe uznanie, a wśród badaczy którzy korzystali z ich zasobów w swoich studiach są tak wybitni uczeni jak: Oskar Montelius, Rudolf Virchow, Oskar Almgren, Ingvald Undset, Paul Reinecke, Mathias Much, czy Otto Tischler. Józef Kostrzewski rozwinął również kontakty z zagranicznymi organizacjami naukowymi.

W 1917 r. z inicjatywy Kostrzewskiego powstało Towarzystwo Muzealne, które po roku działalności liczyło 850 członków. Towarzystwo to publikowało własne czasopismo - "Zapiski Muzealne", finansowało zakup dzieł sztuki dla muzealnej galerii, pomagało wydać ilustrowany przewodnik po zbiorach i organizowało wycieczki archeologiczne.

Wraz z odzyskaniem przez Polskę niepodległości i przejęciem administracyjnym Kaiser Friedrich Museum (Muzeum Cesarza Fryderyka) w Poznaniu, które zostało przemianowane na Muzeum Wielkopolskie, powoli zyskiwała poparcie idea połączenia jego zbiorów ze zbiorami Muzeum im. Mielżyńskich, co nastąpiło w roku 1924.

Wnętrze sal wystawienniczych Muzeum im. Mielżyńskich.
Muzeum Prahistoryczne, powstałe w 1945 r. i będące sukcesorem tradycji muzealniczej PTPN, mieściło się początkowo w dawnych salach Muzeum im. Mielżyńskich.