ในปี พ.ศ.2507 กรมศิลปากร โดยสำนักโบราณคดีและพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติที่ 11 นครศรีธรรมราช(ปัจจุบันคือสำนักศิลปากรที่ 14 นครศรีธรรมราช) ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบดูแลโบราณสถานในเขตภาคใต้ตอนบน  ได้ดำเนินการขุดแต่งบูรณะเจดีย์ยักษ์ อำเภอเมือง จังหวัดนครศรีธรรมราชซึ่งได้โบราณวัตถุเป็นจำนวนมาก แต่ไม่มีสถานที่เก็บรักษา รวมทั้งโบราณวัตถุที่ได้จากกการสำรวจขุดค้นในท้องที่จังหวัดนครศรีธรรมราช ชุมพร สุราษฎร์ธานี ระนอง พังงา กระบี่ ภูเก็ต 

รัฐบาลในสมัยนั้น ได้เล็งเห็นความสำคัญของการเก็บรวบรวมโบราณวัตถุและศิลปวัตถุต่างๆ อันเป็นมรดกทางวัฒนธรรมของชาติ เห็นควรจัดเก็บไว้ในที่แห่งเดียวกัน จึงอนุมัติงบประมาณให้กรมศิลปากรจัดสร้างอาคารพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ นครศรีธรรมราช  เพื่อจัดแสดงโบราณวัตถุตามหลักสากล อำนวยความสะดวกแก่การศึกษาค้นคว้าของนักเรียน นักศึกษาและบรรดาผู้สนใจ  และเมื่อวันที่ 26 สิงหาคม  พ.ศ.2517 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช รัชกาลที่ 9 และสมเด็จสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์พระบรมราชินีนาถ เสด็จพระราชดำเนินทรงประกอบพิธีเปิดพิพิธภัณฑสถานแห่งชาตินครศรีธรรมราช นับเป็นพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติในภูมิภาค แห่งที่ 6 

ภายในแบ่งการจัดแสดงออกเป็น

ห้องก่อนประวัติศาสตร์  จัดแสดงโบราณวัตถุที่พบในภาคใต้ของประเทศ เช่น กลองมโหระทึก จากตำบลท่าเรือ อำเภอเมือง จังหวัดนครศรีธรรมราช เครื่องมือหิน ภาชนะดินเผา ลูกปัดแบบต่างๆ จากจังหวัดชุมพร จังหวัดพัทลุง จังหวัดสุราษฎร์ธานี และจังหวัดนครศรีธรรมราช เป็นต้น

ห้องศาสนาพราหมณ์ - ฮินดู ความเปลี่ยนแปลงทางวัฒนธรรมและสังคม อันที่มีมาจากการเริ่มติดต่อค้าขายกับดินแดนภายนอกที่มีวัฒนธรรมและเทคโนโลยีก้าวหน้า  ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสังคม เศรษฐกิจ การเมือง และวัฒนธรรม โดยปรากฏหลักฐานการตั้งถิ่นฐานของชาวอินเดีย ซึ่งได้นำวัฒนธรรมทางศาสนามาด้วย ทั้ง พราหมณ์ - ฮินดู พุทธศาสนา  โดยเฉพาะพราหมณ์-ฮินดู ทั้งลัทธิไศวนิกายและไวษณพนิกาย ที่เจริญรุ่งเรืองควบคู่กับพุทธศาสนาในคาบสมุทรภาคใต้ ตั้งแต่พุทธศตวรรษที่ 10 เป็นต้นมา

ห้องศาสนาพุทธ หลักฐานทางประวัติศาสตร์ที่แสดงถึงการเข้ามาของพระพุทธศาสนาในดินแดนคาบสมุทรเอเชียนาคเนย์ จากตำนานการเผยแพร่พระพุทธศาสนาของพระเจ้าอโศกแห่งอินเดียสู่ดินแดนสุวรรณภูมิ ชี้ให้เห็นว่ามีการติดต่อแลกเปลี่ยนวิถี วัฒนธรรม ตลอดจนผลิตผลและผลิตภัณฑ์ต่างๆ โดนเฉพาะความเชื่อศรัทธาและศาสนาก่อนที่จะก่อเกิดเป็น ศาสนาพุทธ พราหมณ์

ห้องประณีตศิลป์ จังหวัดนครศรีธรรมราชเป็นเมืองสำคัญมาแต่โบราณ มีสัมพันธไมตรีกับประเทศทั้งในทวีปเอเชียและยุโรป โดยเฉพาะในด้านเศรษฐกิจการค้า จึงพบเครื่องถ้วยต่างๆ จำนวนมาก และได้นำมาจัดแสดงไว้ เช่น เครื่องถ้วยจีนสมัยราชวงศ์ต่างๆ เครื่องถ้วยอันหนาม(ญวน) เครื่องถ้วยญี่ปุ่น เครื่องถ้วยไทยตั้งแต่สมัยศรีวิชัย สมัยลพบุรี สมัยสุโขทัย สมัยอยุธยา จนถึงสมัยรัตนโกสินทร์ รวมถึง ผ้ายกพื้นเมืองนครศรีธรรมราช เครื่องจักสานย่านลิเภา พนักกัญญาเรือพระที่นั่งถมทอง เป็นต้น

ห้องพระรัตนธัชมุนีศรีธรรมราช(ม่วง รตนะชเถร ศิริรันต์) จัดแสดงเครื่องบริขารส่วนตัวของพระรัตนธัชมุนี ศรีธรรมราช(ม่วง รตนะชเถร ศิริรัตน์) เจ้าคณะมณฑลนครศรีธรรมราชและปัตตานี ในสมัยรัชกาลที่ 5 อดีตเจ้าอาวาสวัดโพธิ์ จังนครศรีธรรมราช เช่น เตียงไม้สลักลายกระบวนจีนปิดทองล่องชาด เครื่องมุก  ของที่ระลึกในพระราชพิธีบรมราชาภิเษกรัชกาลที่ 6 เครื่องลายครามพัดยศ ตาลปัตร และพัดลองที่ระลึก

ห้องภูมิปัญญาท้องถิ่นนครศรีธรรมราช จัดแสดงภูมิปัญญาท้องถิ่นนครศรีธรรมราช 2 ห้อง แสดงวิถีชีวิตของคนนครศรีธรรมราชตั้งแต่เกิด ศึกษาเล่าเรียน อุปสมบท แต่งงาน ตลอดทั้งอาหารอิสลามนอกจากนี้ ยังมีเนื้อหาเกี่ยวกับการสร้างหลักปักฐาน สร้างบ้านเรือนเครื่องผูกและเครื่องสับ เครื่องใช้ในการทำมาหากิน ได้แก่ เครื่องมือในการเกษตร การทำสวน ทำนา ทำไร่ การรักษาพยาบาลและการทำศพรวมทั้งให้ความรู้ในเรื่องการละเล่นพื้นบ้าน เช่น มโนราห์ หนังตะลุง เพลงบอก และกอหลอ

อาคารโถงจัดแสดงเรื่องศาสนาพราหมณ์ในรัฐตามพรลิงค์ ตามพรลิงค์เป็นชื่อเดิมของนครศรีธรรมราช พบหลักฐานโบราณศาสนาวัตถุที่เกี่ยวกับศาสนาพราหมณ์ ตั้งแต่อำเภอขนอม อำเภอท่าศาลา และอำเภอเมืองนครศรีธรรมราช เช่น ศิวลึงค์ ฐานโยนิโทรณะและโบราณวัตถุจากวัดโพธิ์ (ร้าง) ปัจจุบันเสาประดับกรอบประตูและฐานบัวจากโบราณสถานเขาคาพบศิวลึงค์ธรรมชาติจากภูเขา และที่โบราณสถานโมคลานพบชิ้นส่วนกรอบประตู