Allerede museets grundlægger Hans Philippsen tilføjede værdifulde artefakter fra stenalderen til samlingen, herunder genstande, som han sikrede sig under gravearbejder i Flensburgs havneområde. 

Siden da er den arkæologiske samling vokset med mange flere regionale fund. I årtier har Naturwissenschaftliches Museum dog ikke længere aktivt udvidet sin arkæologiske samling.