Il nuovo progetto museale - che prevedeva l'inserimento nella stessa sede anche di altri istituti di cultura, quali la Biblioteca Borbonica e l'Accademia di Belle Arti - fu approvato nel 1777, in pieno clima illuministico, e comportò ampi lavori di restauro e di ampliamento dell'edificio, i quali però, anche a causa delle vicende politiche del tempo, si protrassero fino alla fine del secolo, per essere poi drasticamente ridimensionati. 

I primi allestimenti (tra cui la quadreria, il museo delle statue e la raccolta dei vasi antichi) furono realizzati tra il 1807 e il 1815, sotto la direzione di Michele Arditi. Alla data del 1830 tutte le raccolte del Museo risultavano ormai esposte, organizzate, secondo i criteri museografici del tempo, per tipologia e classe di materiale. Numerose furono in questi anni, e poi per tutto l'Ottocento, le immissioni, spesso per acquisto, di oggetti provenienti sia da collezioni private che da scavi condotti a vario titolo nei ricchi siti archeologici della Campania e dell'Italia meridionale. 

Nel 1860, con l'Unità d'Italia, il Museo Borbonico divenne di proprietà dello Stato e assunse il nome di Museo Nazionale. Tra il 1863 e il 1875, mentre l'Accademia di Belle Arti trovava spazio in una nuova sede, l'organizzazione museografica fu in buona parte rinnovata ad opera di Giuseppe Fiorelli.

Un generale riordinamento fu eseguito da Ettore Pais tra il 1901 e il 1904. Singole collezioni furono successivamente riorganizzate anche grazie alla disponibilità di nuovi spazi determinatasi per il trasferimento, nel 1925, della Biblioteca Nazionale - già Biblioteca Borbonica - e ancor piu', nel 1957, della Pinacoteca, che andò a costituire il Museo e Gallerie Nazionali di Capodimonte. 

Solo a partire da questa data, quindi, il Museo ha assunto la sua odierna identità di Museo Archeologico.

Attualmente, quasi ultimato un restauro radicale dell'edificio, si va realizzando una globale riorganizzazione delle collezioni, tesa a documentare da un lato il collezionismo privato, dall'altro i vari contesti topografici di scavo. A causa di questi lavori alcune raccolte sono escluse dal percorso di visita.

Foto gentilmente concessa dal Sig. Fotografo Pio Ferreri

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