Das Museum mit ca. 130 m² Ausstellungsfläche besteht aus 6 Räumen mit einem Treppenturm (nur zum Teil erhalten) und gehörte ursprünglich dem Westflügel des Schlosses an. Dieser wurde zwischen 1780 – 1793, auf Befehl der fürstlichen Hofkammer des Hochstifts Würzburg, bis auf wenige Räume im Erdgeschoss und Kellergeschoss eingelegt. Mit dem Schutt wurden z. T. die Untergeschosse der Türme, das Untergeschoss des heutigen Archäologischen Museums und der, vor dem Tor liegende, Graben aufgefüllt.
Der Freundeskreis Schloss Grumbach e.V. hatte nach seiner Gründung im Jahre 1980 mit der Schutträumung im heutigen Archäologischen Museum und in verschiedenen Türmen begonnen.
Im Jahr 1994 wurde endlich der vom Verein an die Marktgemeinde eingereichte Antrag über den Ausbau der Räume im ehemaligen Westflügel zum Museum, genehmigt. Im darauf folgenden Jahr konnte mit dem Ausbau begonnen werden. Wichtig war bei der Schutträumung, sehr sorgfältig den Schutt nach historischem Material zu untersuchen. So konnten im Verlauf der Zeit über 70 Kartons Fundmaterial geborgen werden. Es waren unzählige Keramikscherben, Scherben von Ofenkacheln, Stuckfragmente, Malerei auf Putzfragmenten, Eisen- und Messingteile. Ein kleiner Teil davon konnte als vollständig erhaltene Gefäße und Ofenkacheln geborgen werden. Die meisten der heute ausgestellten Exponate mussten allerdings mühsam gesäubert, gesichtet, zugeordnet und restauriert werden. Viele Fundgegenstände, die im Untergeschoss des Archäologischen Museums geborgen wurden, werden heute dort in Vitrinen ausgestellt. Interessant dürfte auch die Tatsache sein, dass die Gebrauchskeramik aus der ehemaligen Schlossküche, heute wieder in einem Teilbereich der ehemaligen Küche ausgestellt wird. Zeitgenössische Grafiken demonstrieren historische Küchen.
Das Konzept der Ausstellung wurde nach der Planung des 1. Vorsitzenden Edwin Hamberger durchgeführt. Der Eingangsbereich wurde für die Kasse und für die Aufstellung der erhaltenen Bildhauerwerkstücke (17./18. Jh.) verwendet. Eine große Bild- Text- Informations-tafel zeigt die Entstehung des Archäologischen Museums und des ehemaligen Westflügels, sowie einen Abriss zur Schlossgeschichte. Darüber hinaus werden hier auch Exponate über die historische Wasserversorgung des Schlosses ausgestellt. In den anschließenden Räumen sind die Keramik- und Glasgefäße aus der ehemaligen Schlossküche zu sehen. In einem weiteren Raum wird ein Querschnitt aus der Rimparer Vor- und Frühgeschichte vorgestellt, aus den Sammlungen Hans Winzlmaier und Alfons Arnold sowie von Ausgrabungen der Jahre 1913/14. Hier werden auch Werkzeuge aus der experimentellen Archäologie gezeigt, z. B. geschäftete Steinbeile, Steinsichel, eine Steinbohrvorrichtung, das Modell eines Langhauses, u. a. In den Untergeschossräumen ist eine Ausstellung von Ofenkacheln, Stuck, Wand- und Deckenmalerei zu sehen. Darüber hinaus Historische Lampen des 16./17. Jh., Schlüssel, Türschlösser, Münzen, eine Renaissance-Türe und Deckenbalken, Wandmalerei, das Richtschwert und das Richtbeil, mit dem Wilhelm von Grumbach 1567 in Gotha hingerichtet wurde. Eine Anzahl historischer Schriften zu den Grumbachschen Händeln dokumentieren die tragische Lebensgeschichte des Wilhelm von Grumbach.
Insgesamt wird im Archäologischen Museum ein Querschnitt gezeigt, nicht nur zur Schlossgeschichte, sondern auch zur Kulturgeschichte allgemein und zur Vor- und Frühgeschichte. Zwei Medienstationen zeigen Filme zur Vor- und Frühgeschichte (Bandkeramik) und die Schlossgeschichte mit dem Küchenbetrieb im Spätmittelalter bis ins 19. Jh. Das Museum wurde gemeinsam mit dem Bäckerei-Museum am 17. Juni 2000 eröffnet.
