Το Μουσείο στεγάζεται στον όροφο της βορειοδυτικής πτέρυγας του Μητροπολιτικού μεγάρου.
Το πρώτο βυζαντινό μουσείο του Μυστρά διαμορφώνουν στα τέλη του 19ου αιώνα ο τέως αρχιεπίσκοπος Μονεμβασιάς και Σπάρτης - και ήδη μητροπολίτης Αθηνών - Θεόκλητος Χ. Μηνόπουλος και ο δήμαρχος Σπαρτιατών Π. Σαλβαράς, πιθανότατα σε συνεργασία και με τον Γάλλο ερευνητή Gabriel Millet. Περιελάμβανε αρχιτεκτονικά μέλη και επιγραφές που προέρχονται από ερειπωμένα μνημεία του Μυστρά ή ανασκαφές.
Το 1951 ο τότε επιμελητής Αρχαιοτήτων Νικόλαος Δρανδάκης ίδρυσε και οργάνωσε ως Μουσείο συλλογή ευρημάτων που προέρχονταν κατά το μεγαλύτερο μέρος τους από τον χώρο της καστροπολιτείας.
Το 2001 η μόνιμη έκθεση του Μουσείου αναδιοργανώθηκε με θέμα «Βυζάντιο και Δύση: η εμπειρία του υστεροβυζαντινού αστικού κέντρου του Μυστρά».
Στο μουσείο ο επισκέπτης μπορεί να διερευνήσει τις ποικίλες και αμφίδρομες σχέσεις που ανέπτυξε το Βυζάντιο με τη δυτική Ευρώπη τους τελευταίους αιώνες της αυτοκρατορίας, μέσα από το σπανιότατο ένδυμα μιας βυζαντινής αρχόντισσας ή τα μονογράμματα ενός δεσπότη και της συζύγου του, πριγκίπισσας με φράγκικη καταγωγή. Παράλληλα, μπορεί να ανιχνεύσει τον απόηχο του οράματος της κοσμοκρατορίας, που ενέπνεε πάντα τους Βυζαντινούς, σε μία μαρμάρινη πλάκα με την Ανάληψη του Μεγάλου Αλεξάνδρου, να προσεγγίσει έργα της καλλιτεχνικής παραγωγής του δεσποτάτου και να γνωρίσει καλύτερα τους κατοίκους που τα παρήγγειλαν και τα παρήγαγαν.
