W 1958 siedzibą muzeum został budynek Arsenału w Warszawie przy ul. Długiej 52, a w 1964 na potrzeby magazynowe zajęło zespół dworsko-pałacowy w Rybnie koło Sochaczewa (z czasem oddział rozwinął się także jako miejsce pracy i wykorzystania zbiorów).
W związku z realizacją programu Modernizacja skrzydeł północnego i wschodniego Arsenału Warszawskiego od 2018 wszystkie wystawy, zajęcia edukacyjne oraz działalność Biblioteki Naukowej zostały zawieszone. Prace modernizacyjne budynku zostały zaplanowane na lata 2019–2025. Trwają prace nad projektem nowej wystawy stałej.
Działalność PMA Państwowe Muzeum Archeologiczne prowadzi działalność muzealną organizując wykopaliska w różnych częściach Polski, opracowuje i publikuje wyniki badań własnych oraz innych muzeów i instytucji związanych z archeologią.
PMA popularyzuje archeologię i prahistorię zarówno we własnych siedzibach, jak i w innych muzeach, także zagranicznych. Muzeum prowadzi lekcje muzealne, projekcje filmowe, a także pokazy tzw. archeologii żywej – pokazy dawnych technik i obróbki surowca.