旅顺博物馆分馆与主馆毗邻，仿主馆风格而建，2001年4月落成开馆，馆内一楼常设“大连古代文明展”，二层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。

旅顺博物馆外观是一座灰色的二层建筑，大门前白色牌匾里的“旅顺博物馆”5个黑色大字潇洒飘逸，是前中科院院长、著名作家、书法家郭沫若的手笔。

分馆大厅，《大连古代文明》专题位于一层，为分馆常设的主要展览之一。

分馆一楼展示了大连地区的出土文物，可以看到在瓦房店古龙山遗址中发现的脊椎动物化石和当时的人制作的骨片及石制品，而从商代到清代的各种出土文物能让你对辽东半岛的古代文明认识更深。


石器时代

先民们已经开始以海为生，在风浪中寻找生存的意义。他们创造了更复杂的渔猎技术，学会织网捕鱼。随着文明不断繁衍，大连先民们还在大海中寻找美，把贝壳串成项链挂在颈上。

展览分石器时代、青铜至魏晋时期、隋唐至清明时期三个展厅，通过大量大连地区出土的历史文物，结合辅助手段，反映了大连自古以来的历史发展状况。

二层的临时展厅，展示主题《陶瓷物语——旅顺博物馆藏日本古陶瓷艺术展》

日本古陶瓷的发展历史源远流长，深受中国、朝鲜陶瓷艺术的浸润与影响，但始终不失自身文化特点，最终创造出蕴含了本民族深厚文化传统以及自然特质的灿烂的陶瓷文化。明治维新以后，日本又把学习的目光转向了领先世界的西方，日本近代瓷艺迅速崛起。

仿万历五彩提梁桶，江户时代（17-19世纪），高29.7口径12底径9.7厘米，馆内旧藏。仿木桶形，六边体。口缘向上斜伸出两耳，两耳上方横穿一呈上拱形提梁。直口，腹向下渐斜收，内圈足。通体以青花、红、黄、绿诸彩饰云龙纹，五爪龙腾空而起，以红彩描绘，边鳍以青花描绘，周围环绕火焰纹、云纹及牡丹花纹。腹下装饰仙山福海及太湖石纹，底部边缘围绕卷云纹带。足脊无釉，外底于白釉地上书青花“大明万历年制”款。

二层的另一侧临时展厅，展示主题《永为记验 --东北名碑拓本精粹展》


旅顺博物馆收藏的历代碑刻拓本中，以东北名碑拓本最具特色。这些拓本多经名人递藏，流传有绪，历史价值大。拓本原碑既包括边疆地区特有的边界碑、开荒拓土的建制碑，也包括曾经活跃于东北地区的名人墓志。