В настоящий момент основная научная и экспедиционная деятельность музея организуется на базе Отдела истории и археологии края. Археологические исследования проводятся силами двух археологических отрядов - Калининградского отряда БАЭ (рук.- зав.сектором археологии музея старший научный сотрудник Валуев А.А.) и Самбийско-Натангийской экспедиции КОИХМ (ранее Натангийский отряд БАЭ - рук. мл.научный сотрудник музея Скворцов К.Н.).
Натангийский отряд, образованный в 1990 году в составе Балтийской археологической экспедиции ИА РАН, производил работы по археологическим разведкам и раскопкам на территории Багратионовского, Гурьевского и Зеленоградского районов, изучая памятники конца I тыс. до н.э.- начала I тыс. н.э. (курганный могильник Нойкен-Дубки, грунтовый могильник Кляйн-Хайде - Гурьевск и др.). базовым для изучения является грунтовый могильник Лаут - Б.Исаково (II-VI в.в. н.э.) Гурьевского р-на, работы на котором проводятся с 1998 г.
В ходе сезона 2001 года было обследовано 200 м2 юго-восточной части памятника. Здесь были выявлены грунтовые захоронения, совершенные по обряду ингумации и кремации II-V в. н.э. В мужских погребениях II в. н.э. обнаружены захоронения коней ориентированных головой на юг (что ранее считалось признаком погребального обряда эпохи Великого переселения народов). Инвентарь погребений содержал: наконечники копий, ножи, навершия щитов, шпоры, бронзовые и железные украшения - фибулы.
В женских захоронениях найдено большое количество бусин из янтаря, стекла и пасты - римского производства. Во всех погребениях II-V в.в. найдены лепные керамические сосуды и их фрагменты. Исследования 2001 г. подтверждают сделанные ранее выводы о значительной роли населения данной территории, осуществлявшего контроль земель по нижнему течению Преголи, в Римское время и Великое переселения народов. Река Преголя в то время являлась важнейшей частью Янтарного пути , связывавшего регион Юго-Восточной Балтии с Римской империей. Исследование могильника продолжится в следующие полевые сезоны.
Калининградский археологический отряд создан в составе Балтийской экспедиции ИА РАН в 1991 г. при активной помощи начальника БАЭ, доктора исторических наук Кулакова В.И. Отрядом выполнялись работы по фиксации находок при дренировании русла реки Преголи в г.Калининграде, обследование памятников на территории области. С 1993 г. проводится изучение базового памятника XII-XVII в.в. - грунтового могильника Альт-Велау у п. Знаменск Гвардейского р-на. Исследования данного памятника во многом дополнили сведения о жизни, быте и культуре прусских племен в период их христианизации и колонизации Немецким (Тевтонским) Орденом. Результаты работ заставили во многом пересмотреть ранее существовавшие научные концепции о процессе ассимиляции местного автохтонного населения в XIII-XVI в.в.