La seu barcelonina del Museu d'Arqueologia de Catalunya ocupa l'anomenat Palau de les arts Gràfiques de l'Exposició Internacional de Barcelona de 1929, construït entre 1927 i 1929, sota projecte de l'arquitecte Pelagi Martínez i Paricio, que comptà amb la col·laboració de Raimon Duran i Reynals.
El palau és un edifici de planta aproximadament triangular, que s'organitza al voltant d'un nucli hexagonal cobert amb una cúpula. Els dos braços del triangle que flanquegen la façana principal tenen al davant unes lògies amb arcs de mig punt sostinguts per columnes toscanes. Tot el conjunt és un excel·lent exemple del classicisme de línia brunelleschiana, amb els paraments estucats en blanc i els elements estructurals i ornamentals recoberts amb terracota, solució practicada per alguns arquitectes als anys vint.
L'estructura i fesomia originària de l'immoble ha sofert nombroses modificacions d'ençà de la seva conversió en museu, l'any 1932. La principal de les reformes fou la projectada per l'arquitecte Josep Llinàs, durant els anys 80 del segle XX. Actualment, el museu ha iniciat un important procés de reforma de l'edifici, amb l'objectiu de recuperar i fer valdre la seva fesomia original i, alhora, adequar-lo a les necessitats i exigències d'un museu modern.