Το Μουσείο
κατασκευάσθηκε το έτος 1889 σε σχέδια του αρχιτέκτονα Ιω. Μούση, για να στεγάσει τα ευρήματα του
αρχαιολογικού χώρου.
Τα σημαντικότερα εκθέματα του ενιαίου εκθεσιακού χώρου είναι:
• Πρωτοαττικός αμφορέας
(650 π.Χ.) με παράσταση της τυφλώσεως του κύκλωπα Πολύφημου στο λαιμό του και του μύθου του Περσέα και των Γοργόνων στο σώμα του.
• Η "Φεύγουσα Κόρη", γλυπτό των αρχών του 5ου αιώνα π.Χ., που πιθανότατα προέρχεται από την αρχιτεκτονική διακόσμηση της Ιεράς Οικίας.
• Η επιγραφή της γεφυρώσεως των Ρειτών με επίτιτλο ανάγλυφο,
όπου εικονίζονται οι προστάτιδες θεές των Αθηνών και της Ελευσίνας.
• Το ακέφαλο άγαλμα της θεάς Δήμητρας,
πρωτότυπο έργο του τέλους του 5ου αιώνα π.Χ. που αποδίδεται στο εργαστήριο του γλύπτη Αγοράκριτου.
• Υπερφυσικού μεγέθους άγαλμα Κόρης που στήριζε τη στέγη των "Μικρών Προπυλαίων" του Ιερού (1ος αιώνας π.Χ.).
• Μαρμάρινο άγαλμα του Αντίνοου, ευνοούμενο του αυτοκράτορα Αδριανού (2ος αιώνας μ.Χ.).
• Το ακέφαλο άγαλμα του Ασκληπιού, θεού της Ιατρικής, πρωτότυπο έργο του 4ου αιώνα π.Χ.
• Επιγραφή που αναφέρεται στις τεχνικές προδιαγραφές για την κατασκευή των χάλκινων συνδέσμων των κιόνων της Φιλωνείου Στοάς (4ος αιώνας π.Χ.)
