จุดเริ่มต้นของการจัดตั้งพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ บ้านเชียง มาจากการพบภาชนะลายเขียนสี เมื่อปี พ.ศ. 2503 โดยชาวบ้านเชียง ต่อมาปี พ.ศ. 2509 ชาวอเมริกัน ได้พบภาชนะดินเผาที่บ้านเชียงโดยบังเอิญจึงนำไปแจ้งที่กรมศิลปากร ปีพ.ศ. 2510 จึงได้มีการขุดค้นอย่างจริงจังเป็นครั้งแรกปี พ.ศ.2515 ได้ขุดค้นเป็นครั้งที่ 2 ในครั้งนี้พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวและสมเด็จพระนางเจ้าพระบรมราชินีนาถได้เสด็จทอดพระเนตรแหล่งขุดค้นที่วัดโพธิ์ศรีในพร้อมกับแหล่งอื่นในบ้านเชียง และครั้งสุดท้ายปีพ.ศ. 2517-2518 กรมศิลปากรร่วมกับมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย ได้ร่วมมือขุดค้นและหาข้อมูลใหม่เพิ่มเติม โดยเรียกโครงการนี้ว่า ” โครงการ โบราณคดีภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ” พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติแห่งชาติ บ้านเชียง จึงได้เริ่มจัดตั้งขึ้นมาตั้งแต่ปีพ.ศ. 2518 เป็นต้นมา พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ บ้านเชียง ปัจจุบันมีพื้นที่เพิ่มขึ้นเป็น 25 ไร่ คือ บริเวณพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ บ้านเชียง หลุมขุดค้นทางโบราณคดีวัดโพธิ์ศรีใน และบ้านไทพาน ด้วยเหตุผลที่คนบ้านเชียงยุคก่อนประวัติศาสตร์ ได้มีหลักฐาน ชีวิตความเป็นอยู่ ที่บ่งบอกถึงวัฒนธรรมของคนยุคนั้น ให้คนรุ่นหลังได้เรียนรู้เป็นอย่างดี คณะกรรมการมรดกโลกได้ร่วมกันตกลงยอมรับให้ขึ้นบัญชี ” แหล่งวัฒนธรรมบ้านเชียง “ไว้เป็นแหล่งหนึ่งในบรรดามรดกโลก เป็นอันดับที่ 4 ของประเทศไทย และเป็นอันดับที่ 359 ของโลก เมื่อปี พ.ศ. 2535