El origen del actual Museo de Cádiz se inicia con la Desamortización de Mendizábal en 1835 y el depósito en la Academia de Bellas Artes de la ciudad de una serie de pinturas procedentes de diversos conventos exclaustrados. Entre estas obras se encontraba la serie de Zurbarán procedente de la Cartuja de Jerez de la Frontera. Mientras, en torno a la Academia de Bellas Artes, a lo largo del siglo XIX, se fue aglutinando un núcleo de obras de la floreciente escuela de pintura gaditana, con los ecos finales del neoclasicismo, el romanticismo, el costumbrismo y el cuadro de historia.

Las obras que integran la Sección de Arqueología tienen su origen en hallazgos casuales, como sucedió con el sarcófago antropoide masculino fenicio, en donaciones de colecciones históricas de particulares, ricas especialmente en hallazgos numismáticos, o en excavaciones arqueológicas científicas. Estas últimas constituyen la fuente de la mayor parte de los fondos de la sección y son las que presentan un mayor crecimiento de cara al futuro. Los principales enclaves que han proporcionado algunas de las piezas señeras del museo son: para los hallazgos prehistóricos, las diferentes cuevas y dólmenes de la provincia; para las etapas fenicia y romana, la propia ciudad de Cádiz, así como las ciudades romanas de Baelo Claudia (Tarifa) y Carissa Aurelia (Espera). La época medieval es la menos representada, respondiendo a la propia evolución histórica de la ciudad.