Projekt powołania w Inowrocławiu muzeum regionalnego zrodziły badania archeologiczne Zygmunta Zakrzewskiego w Modliborzycach na Kujawach, w 1931 roku. W powołanym przed wojną Muzeum Regionalnym Kujaw Zachodnich zbiory archeologiczne stanowiły zasadniczą część kolekcji. Niemal w całości uległy rozproszeniu w czasie II wojny światowej. Ocalało zaledwie kilka zabytków pochodzących z wykopalisk Z. Zakrzewskiego w Gąskach i Szymborzu.
Muzeum wznowiło działalność w 1959 roku. Z osobą patrona muzeum Jana Kasprowicza związane jest naczynie z Szymborza datowane na okres wpływów rzymskich, a znajdujące się wcześniej w zbiorach Poety. Większość zabytków archeologicznych w kolekcji muzeum pochodzi z terenu Kujaw Inowrocławskich i Pałuk. Kolekcję stanowią przede wszystkim zespoły zabytków będące efektem regularnych badań wykopaliskowych. Do najliczniejszych należą materiały pozyskane przez ekspedycje archeologiczne kierowane przez dr Czesława Sikorskiego. Z wielokulturowego zespołu osadniczego w Szarleju pochodzą zabytki datowane od neolitu po wczesne średniowiecze. Blisko 40 zespołów grobowych związanych z ludnością kultury łużyckiej, z przełomu epok brązu i żelaza, odkryto w obrębie birytualnego cmentarzyska w Czerniaku. Interesujące zabytki późnośredniowieczne, liczne monety i 40 pereł, odnaleziono w trakcie badań archeologiczno-architektonicznych reliktów inowrocławskiego konwentu Franciszkanów. Zamek w Wenecji k.Żnina był miejscem wieloletnich prac konserwatorskich, które zaowocowały odkryciem wyjątkowych w skali europejskiej pozostałości XV-wiecznych fortyfikacji. Pozyskane w trakcie badań zabytki kultury materialnej, naczynia gliniane, kafle, militaria obrazują codzienność średniowiecznego zamku. Z pośród licznych znalezisk nowożytnych na szczególną uwagę zasługują zabytki z cmentarzysk w Jaksicach i Słaboszewie, gdzie obok elementów stroju i licznych monet odnaleziono złoty pierścień relikwiarzowy.
Magazyny Muzeum im. Jana Kasprowicza kryją również znaleziska pozyskane w trakcie archeologicznych badań podwodnych Klubu Archeologii Podwodnej Tryton z Bydgoszczy. Niezwykle cenny zespół militariów późnośredniowiecznych odkrytych w Izdebnie i Nowym Jasińcu tworzy zrąb kolekcji broni. Jego ozdobą są dwa XIII-wieczne miecze i dwa puginały. Za wyjątkowe uznać należy 35 bełtów do kuszy posiadających zachowane w całości lub w znacznym procencie elementy drewniane.
Inowrocławskie muzeum przechowuje także zabytki archeologiczne pochodzące z badań, prowadzonych przez archeologów Poznańskich P.P. PKZ, na terenie budowy Zbiornika Retencyjnego „Pakość”. W trakcie zakrojonej na szeroką skalę akcji ratowniczej prowadzono prace wykopaliskowe na stanowiskach datowanych od neolitu po późne średniowiecze.
Najnowszą odsłonę zbiorów stanowią depozyty zespołów zabytków przekazane przez Kujawsko-Pomorskiego Konserwatora Zabytków a pozyskane w trakcie badań ratowniczych związanych z budową obwodnicy Inowrocławia. Zdeponowane w muzeum materiały prezentują szeroki przekrój przez pradzieje i średniowiecze i tworzą swoistą kolekcję referencyjną dla archeologii Kujaw Inowrocławskich.
W minionych latach archeolodzy Muzeum im. Jana Kasprowicza mgr Jarosław Kozłowski i mgr Marcin Woźniak prowadzili badania wykopaliskowe na terenie powiatów inowrocławskiego i mogileńskiego. Z badań tych pochodzą zabytki pozyskane w trakcie wznowionych ratowniczych badań łużyckiego cmentarzyska w Czerniaku, kolejnych 60 zespołów grobowych. Stanowisko to jest jednym z lepiej rozpoznanych łużyckich nekropolii na Kujawach. W trakcie trzech sezonów wykopaliskowych rozpoznano wielokulturowe stanowisko osadnicze w Dźwierzchnie, kryjące bogate źródła do dziejów wapiennictwa na ziemiach polskich. W Inowrocławiu przebadano fragment przedlokacyjnej części miasta odkrywając relikty wczesnośredniowiecznej osady produkcyjnej. W trakcie ratowniczych badań obok interesujących monet odnaleziono piękne wyroby rogowe, takie jak grzebienie, kości do gry i zupełnie wyjątkowe XIII-wieczne figury szachowe. Kontynuowano również, rozpoczęte przez dr Czesława Sikorskiego, badania zespołu klasztoru Franciszkanów w Inowrocławiu, odkrywając relikty architektury wczesnogotyckiej oraz bogaty zespół innych źródeł archeologicznych.
Znaczną grupę zabytków w inowrocławskim zbiorze stanowią znaleziska przypadkowe, będące często darowiznami mieszkańców Kujaw. Najciekawsze z nich to wyposażenie grobu skrzynkowego kultury pomorskiej z wczesnej epoki żelaza z Opok. Z zabytków średniowiecznych za cenne uznać należy miecz z przełomu XII i XIII wieku znaleziony w Tupadłach i trzy ogromne kamienne kule będące pamiątką krzyżackiego ostrzału Inowrocławia w 1332 roku.
Stały napływ zabytków archeologicznych związany jest także z licznymi nadzorami i akcjami ratowniczymi prowadzonymi przez archeologów w obrębie miasta i powiatu inowrocławskiego.
