يعد متحف آثار مكتبة الإسكندرية أول متحف داخل مكتبة. وهو لم يكن جزءاً من المخطط الأساسي لتصميم المكتبة في بداية الأمر، إلا أن الأقدار كان لها دور كبير في فكرة انشائه، ففي أثناء حفر الأساسات بين 1993 و1995 عثر المهندسون على مجموعة من القطع الأثرية النادرة في موقع الحفر. والمتبع في مثل هذه الحالات هو نقل القطع المكتشفة إلى متحف آثار من متاحف الدولة، إلا أن الأمر اختلف بشأن تلك القطع الأثرية، ففي أثناء زيارة السيدة سوزان مبارك لموقع العمل واطلاعها على أمر هذه المكتشفات النادرة، جاءت الفكرة فدعت إلى تشكيل لجنة لإعداد الدراسات اللازمة لإنشاء المتحف. ونظراً الى أن القطع المكتشفة لا تكفي من حيث العدد لإنشاء متحف آثار بالمعنى المتعارف عليه، تقرر إقامة متحف يضم العصور المختلفة للحضارة المصرية، بدءاً من الحضارة الفرعونية وصولاً الى العصر العثماني. وقام بعض أعضاء المجلس الأعلى للآثار بمعاونة الدكتور مصطفى العبادي، أستاذ التاريخ بجامعة الإسكندرية، باختيار المعروضات المختلفة التي يضمها المتحف، وقد روعي أثناء جمع المعروضات أن تكون متنوعة من حيث الشكل والمضمون، لتعطي الزائر صورة كاملة مبسطة للعصور المصرية المتعاقبة. ويشغل المتحف مساحة 1700 متر مربع، ويقع في المستوى الأول B1. شهد متحف الآثار بمكتبة الإسكندرية منذ افتتاحه مع بداية عام 2003 إقبالاً متزايداً حيث يزوره يومياً المئات من المصريين والأجانب للتعرف على الآثار التي تعبر عن الحضارات التي عايشتها مصر على مر السنين. ويعد المتحف بمثابة نافذة حضارية تساعد جمهور المكتبة على التمعن في الحضارات الفرعونية واليونانية والرومانية والقبطية وأخيراً الحضارة الإسلامية. يضم المتحف 1079 قطعة أثرية جمعت من مناطق ومتاحف مختلفة في أرجاء مصر منها المتحف اليوناني الروماني بالإسكندرية والمتحف المصري والمتحف القبطي والمتحف الإسلامي في القاهرة وكذلك من الفيوم والمنيا والأقصر. ولعل أبرز ما يميز هذه المقتنيات أنها تضم أهم القطع التي عثر عليها في موقع المكتبة أثناء أعمال الحفر، كما تضم الآثار الغارقة التي انتشلت من الميناء الشرقي. ينقسم المتحف إلى الصالة الرئيسية، وقاعة المومياوات، وقاعة إكتشافات حفائر مكتبة الإسكندرية، وقاعة جانبية والصالة الرئيسية وهي كبرى صالات العرض الموجودة داخل المتحف، وتتميز بإتباعها التخطيط العالمي المتعارف عليه من حيث التصميم الداخلي للمتاحف، وهو أن تكون نقطة البداية هي نفسها نقطة النهاية للزائر. وتضم معروضات متنوعة للمراحل التاريخية المختلفة التي مرت بها الحضارة المصرية على النحو التالي: عصور مصر القديمة، العصر اليوناني، العصر البطلمي، العصر الروماني، الفنون القبطية، الفنون الإسلامية، الآثار الغارقة في مصر، بالإضافة إلى مجموعة من البرديات. أما قاعة المومياوات فهي من أهم قاعات المتحف وأكثرها جذباً للزوار، وتقع عند مستوى أقل من مستوى سطح القاعة الرئيسية. وتحتوي على مومياوات من عصور تاريخية مختلفة، فرعونية وبطلمية ورومانية. وهناك كذلك قاعة إكتشافات حفائر مكتبة الإسكندرية التي تعد النواة الرئيسية وحجر الأساس في متحف الآثار، وتضم مجموعة نادرة من المقتنيات ذات الأهمية الفنية والتاريخية، إذ أنها تعطينا صورة واقعية عن جانب من الفن السكندري في عصر من أزهى عصوره التاريخية. أما القاعة الجانبية فقد ألحقت بالمتحف حديثاً، وتضم مجموعة رائعة من الأدوات الجنائزية، والقرابين، بالإضافة إلى تماثيل متنوعة من عصور مختلفة.