Envisagé dès les années 1930, le musée actuel est construit en 1971 par l’architecte Bernard Zehrfuss et est inauguré le 15 novembre 1975. Le bâtiment est inscrit en bordure du site antique, enterré dans le versant de la colline. Intérieurement, il est constitué d'une rampe en béton brut descendant en spirale et se ramifiant vers des paliers destinés à l'exposition des collections du musée sur 4 000 m². Le 8 novembre 2017, le musée est renommé Lugdunum.
Le musée de Saint Romain-en-Gal
Découvert en 1967 à l'occasion de la construction d'un lycée sur la rive droite du Rhône, le site archéologique de Saint-Romain-en-Gal révèle un vaste quartier artisanal et résidentiel de la Vienne Antique. Le site a été occupé dès la fin du 1er siècle av. J.-C. par de grandes demeures à péristyle, domus urbaines, qui voisinent avec des entrepôts, des boutiques, des échoppes d'artisans et des ateliers.