Burgemeester Nairac van Barneveld en zijn gemeentebode Bouwheer deden in de 19e eeuw samen onderzoek naar de (voor)geschiedenis van de Veluwe. Zij legden een prachtige verzameling archeologische voorwerpen aan en stalden deze uit in een kamer in het gemeentehuis, de Oudheidkamer.
De verzameling bestaat onder meer uit fraai versierde bekers uit de prehistorie, glad gepolijste stenen bijlen, vuurstenen pijlpuntjes en sieraden van brons en glas. Hun verzameling vormt de basis van de huidige archeologische collectie, maar deze is in de loop der tijd flink uitgebreid door bruiklenen en schenkingen.
Ook resultaten van latere archeologische opgravingen zijn toegevoegd, zoals de vondsten uit het Kootwijkerzand. Daar werden tussen 1971 en 1974 de resten van een compleet Middeleeuws dorp blootgelegd. Een maquette van het dorpje en een videopresentatie over de opgravingen kun je in het museum bekijken.