Nálezy učiněné před vznikem Milevského muzea, byly většinou ukládány do Národního muzea. Archeologická sbírka Milevského muzea v jeho počátcích byla spíše na okraji zájmu. Nejstarší inventář obsahoval pouze osm inventárních čísel pravěkých předmětů. K rozšiřování archeologické sbírky docházelo až po roce 1937 zásluhou ing. Jaroslava Růžičky. Od roku 1940 do roku 1948 pak v okolí Milevska provedl řadu výzkumů Bedřich Dubský (např. výzkum halštatského žárového pohřebiště u Zbislavi a Přeborova či mohyly ze střední doby bronzové z Kučeře), nálezy z nich pak uložil v Milevském muzeu. V následujících letech se do muzea dostávaly nálezy z výzkumů Archeologického ústavu ČSAV a také náhodné nálezy odevzdané do sbírek muzea zájemci o historii.
Od roku 2001 disponuje Milevské muzeum oprávněním provádět archeologické výzkumy a dochází tak k nárůstu počtu sbírkových předmětů učiněných vlastní činností při záchranných archeologických výzkumech. Další předměty se pak do sbírky dostávají díky spolupráci s amatérskými archeology.
V archeologické sbírce jsou zastoupeny jednotlivé nálezy sekerek z pozdní doby kamenné, nálezy bronzových předmětů z doby bronzové a následující doby halštatské. Dalším více zastoupeným obdobím z hlediska počtu předmětů jsou soubory keramiky z raného až vrcholného středověku, včetně nálezů pocházející z areálu premonstrátského kláštera v Milevsku.
