พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติพระปฐมเจดีย์ เริ่มตั้งขึ้นภายหลังย้ายเมืองนครชัยศรีจากตำบลท่านามายังบริเวณพระปฐมเจดีย์ในปลายรัชกาลของพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว โบราณวัตถุส่วนใหญ่เป็นหลักฐานในสมัยทวารวดี (พุทธศตวรรษที่ 12 16 ) ซึ่งเป็นช่วงที่รุ่งเรืองของเมืองนครปฐม