旅顺市博物馆很大，有馆藏文物六万多件/套，所以在1999年又在主馆的旁边修建了分馆，这座分馆同样是近代折中主义风格的欧式建筑，与关东厅博物馆旧址大楼非常协调。
这座分馆2001年正式开馆，仍然是以大谷光瑞旧藏为基础构建的，但不同于主馆的几大重要专题，分馆展陈主要围绕旅大地区的历史展开。馆内一楼常设“大连古代文明展”，同时设有功能优良的临时展厅，每年组织专题性展览和引进外展。
一楼展示的这些大连地区出土文物，可以看到在瓦房店古龙山遗址中发现的脊椎动物化石和古人类制作的骨片、石制品。自石器时代直至清代，辽东半岛的文明熠熠生辉，尤其是渔猎文化，是这座半岛的根。
以下是旅顺博物馆分馆的部分展出文物：
（辽95,2024年6月10日）
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