แต่เดิมพื้นที่บริเวณเมืองโบราณนครไชยศรี จังหวัดนครปฐม เป็นพื้นที่ที่สามารถขุดพบโบราณวัตถุในสมัยทวารวดีได้มาก โดยสามารถพบหลักฐานเกี่ยวกับศิลปกรรมทวารวดีได้อย่างหนาแน่น และยังมีศาสนสถานขนาดใหญ่หลายแห่ง เช่น เจดีย์ทุ่งพระเมรุ พระประโทนเจดีย์ และปฐมเจดีย์ องค์การบริหารส่วนตำบลพระประโทน ซึ่งมีพื้นที่การปกครองบางส่วนอยู่ในพื้นที่เมืองโบราณนครไชยศรีเดิม ซึ่งปัจจุบันมีหลักฐานของโบราณสถานและโบราณวัติปรากฏอยู่ค่อนข้างมาก ทางองค์การบริหารส่วนตำบลพระประโทน จึงมีแนวคิดที่จะรวบรวมศิลปวัตถุที่ค้นพบให้เป็นแหล่งเรียนรู้ทางศิลปะและวัฒนธรรมภายในท้องถิ่น อันจะก่อให้เกิดประโยชน์ต่อการศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับวัฒนธรรมทวารวดีของนักเรียน นักศึกษา และประชาชนทั่วไป รวมทั้งเชิดชูเมืองโบราณนครไชยศรีซึ่งเป็นแหล่งโบราณคดีสำคัญ ให้ประชาชนทั่วไปได้รู็จักและตระหนักในความสำคัญของเมืองโบราณแห่งนี้ ดังนั้นในปี พ.ศ. 2548 องค์การบริหารส่วนตำบลพระประโทน จึงเห็นชอบให้ดำเนินการก่อสร้างพิพิธภัณฑ์ท้องถิ่นโดยใช้ชื่อว่า "พิพิธภัณฑ์ทวารวดี"

"พิพิธภัณฑ์ทวารวดี" เป็นสถานที่จัดแสดงความรู้เกี่ยวกับศิลปวัตถุสมัยทวารวดีที่พบในพื้นที่ รวมทั้งเป็นสถานที่แลกเปลี่ยนเรียนรู้ของ นักเรียน นักศึกษา และผู้สนใจทั่วไป เพื่อให้ผู้ที่เข้ามาศึกษาค้นคว้าได้รับประโยชน์อย่างครบถ้วนสมบูรณ์ จึงได้จัดตั้ง พิพิธภัณฑ์ทวารวดี เพื่อศึกษาศิลปวัตถุในพิพิธภัณฑ์ท้องถิ่นขององค์การบริหารส่วนตำบลพระประโทนขึ้น

โซนจัดแสดง มี 2 โซน ได้แก่

1.โซนแผนที่ของอำเภอพระประโทน

2.โซนวัตถุจัดแสดงของโบราณสมัยทวารวดี