موزه باستان‌شناسی خرم‌آباد که در سال ۱۳۷۶ افتتاح شد به علت ضعف شرایط و امکانات تا سال ۱۳۷۸ راه‌اندازی نشد. این موزه دارای ۱۲ ویترین است که هر کدام ۵۰ اثر تاریخی را به نمایش می‌گذارند. در این بخش موزه اشیایی مثل ابزارهای سنگی عهد هجر، سفالینه‌های پیش از تاریخ، مهرهای متنوع سنگی، سازه‌های مفرغی، ظروف و اشیای مربوط به دوران اسلامی وجود دارد. این اشیا طی سالهای اخیر یا از قاچاقچیان و حفاران غیرمجاز ضبط شده یا توسط باستان‌شناسان کشف شده‌اند. در این موزه و موزه‌ی مردم‌شناسی، اشیای بسیاری وجود دارند که توسط مردم و در سالهای اخیر اهدا شده‌اند و به گونه‌ای گنجینه‌های خانوادگی محسوب می‌شوند.
