พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ ชัยนาทมุนี ก่อตั้งขึ้นด้วยความสนใจของพระชัยนาทมุนี (นวม สุทตฺโต) อดีตเจ้าคณะจังหวัดชัยนาท และอดีตเจ้าอาวาสวัดพระบรมธาตุวรวิหาร ซึ่งได้รวบรวมโบราณศิลปวัตถุที่พบในเขตจังหวัดชัยนาทและบริเวณใกล้เคียง มาเก็บรักษาไว้ในพิพิธภัณฑสถานของวัดเป็นจำนวนมาก มีทั้งโบราณวัตถุสมัยก่อนประวัติศาสตร์ที่เป็นเครื่องมือเครื่องใช้ เช่น ขวานหินขัด ชิ้นส่วนเครื่องมือเหล็ก กำไลสำริด ลูกปัด รวมไปถึงการสร้างสรรค์งานศิลปกรรมที่เกี่ยวเนื่องกับความเชื่อและพิธีกรรมตามรูปแบบของสังคมดั้งเดิม โบราณวัตถุเนื่องในพุทธศาสนา เช่น พระพุทธรูปศิลา พระพิมพ์และชิ้นส่วนธรรมจักร ระฆังหิน เป็นต้น ต่อมาพระชัยนาทมุนีได้ยินดีมอบโบราณศิลปวัตถุดังกล่าวให้เป็นสมบัติของชาติ เพื่อประโยชน์ทางการศึกษาด้านประวัติศาสตร์และโบราณคดีของไทยในปี พ.ศ. 2509 กรมศิลปากรจึงได้ดำเนินการก่อสร้างอาคารพิพิธภัณฑสถานขึ้นในบริเวณใกล้กับวัดพระบรมธาตุวรวิหาร ตั้งชื่อว่า พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ ชัยนาทมุนี เพื่อเป็นที่ระลึกแด่พระชัยนาทมุนี เปิดให้ประชาชนเข้าชมตั้งแต่ปี พ.ศ. 2512 เป็นต้นมา ต่อมาได้ก่อสร้างอาคารพิพิธภัณฑ์พื้นบ้านขึ้นมาเพิ่มเติม จัดแสดงเครื่องมือเครื่องใช้ในการเกษตร การทำมาหากิน วิถีชีวิต ขนบธรรมเนียมประเพณี ของคนไทยในอดีต แสดงถึงภูมิปัญญาพื้นบ้านที่คิดประดิษฐ์สิ่งของจากวัสดุธรรมชาติ ในการดำรงชีวิตประจำวัน