Континуирани истраживачки рад Археолошког одељења најбоље осликавају археолошка ископавања. Прво археолошко ископавање извршено је 1956. на локалитету Гротница у Гучи. До данас је истражено преко 140 локалитета из праисторијског, античког, рановизантијског, средњовековног и турског периода. Током година Народни музеј у Чачку суделује у ископавањима на пољу заштите археолошког наслеђа Републичког и Завода за заштиту споменика из Краљева и Крагујевца. Такође је и сарадник у пројектима националних институција: Археолошког института из Београда, Филозофског факултета и Историјског института из Београда чија се истраживања обављају на територији под надлежношћу Народног музеја у Чачку.