اما بعد از مدتی کار این موزه به تعطیلی کشید تا اینکه در سال ۱۲۹۵ وزارت معارف و صنایع مستنطرفه، موزه‌ی ملی ایران را تاسیس کرد. این موزه به پیشنهاد «مرتضی قلی‌خان ممتازالملک» در یکی از اتاق‌های مدرسه دارالفنون برای نگهداری عتیقه‌ها و اشیای گران‌قیمت شکل گرفت.
اما بعد از مدتی اشیای این موزه به عمارت مسعودیه در حوالی میدان بهارستان و در نهایت با تأسیس «موزه‌ی ایران باستان» همه‌ی ۲۸۰ قلم اشیای ارزشمند آن به موزه‌ی تازه‌تاسیس منتقل شد. موزه‌ی ایران باستان در واقع اولین موزه‌ی تهران است که بنای آن به ساخت موزه اختصاص داده شد. ساخت این موزه در غرب میدان مشق و ابتدای خیابان سی تیر در ۲۱ اردیبهشت سال ۱۳۰۸ به دستور رضا شاه شروع شد و پس از هشت سال عملیات ساخت موزه‌ی ایران باستان در سال ۱۳۱۶ به پایان رسید و به‌طور رسمی افتتاح شد. این بنا را آندره گدار، معمار فرانسوی، با الهام از طاق کسرا طراحی کرد و دو معمار ایرانی، عباسعلی معمار و استاد مراد تبریزی اجرای آن را به عهده گرفتند.
«موزه‌ی ایران باستان» شامل دو موزه‌ی «پیش از تاریخ ایران» با آثاری از دوران پارینه‌سنگی قدیم تا اواخر قرن چهارم پیش از میلاد (یعنی از کهن‌ترین دوران تا پیش از ابداع نگارش) و «موزه‌ی دوران تاریخی»، شامل آثاری از اواخر قرن چهارم پیش از میلاد (یعنی آغاز به‌کارگیری نگارش) تا پایان دوران ساسانی است.