Ospitato nell’ex fienile del complesso rurale di Casa Sant’Anna a Villanova di Castenaso, il Museo sorge proprio nel luogo dove, fra il 1853 e il 1856, il conte archeologo bolognese Giovanni Gozzadini scoprì e identificò le tracce di una delle principali culture della prima età del Ferro italiana, a cui attribuì il nome di "Villanoviano", poi diventato internazionalmente noto.

Con il termine Villanoviano si identifica una cultura protostorica, che, tra IX e VII sec. a.C., caratterizza non solo la Pianura Padana, ma anche l’Italia centrale tirrenica e alcune località della Campania e del versante adriatico settentrionale. Negli stessi territori si svilupperà la civiltà etrusca, di cui il Villanoviano è considerato la fase iniziale. 

Il Museo ospita, al primo piano, una necropoli villanoviana scoperta a Marano di Castenaso nel 2007 e databile al VII sec. a.C., composta da nove tombe a cremazione, tutte con segnacolo funerario. Si tratta di una necropoli con una particolare concentrazione di stele, che fa di questo piccolo sepolcreto un’eccezionale scoperta. Di enorme pregio è la cosiddetta "Stele delle spade", di grande interesse per la complessità della decorazione a basso rilievo che caratterizza una delle  due superfici.

Accanto alle stele trovano spazio i corredi funerari relativi ad alcune delle sepolture: non solo i vasi cinerari biconici, ma anche il vasellame bronzeo e ceramico, sia da banchetto che per uso quotidiano. A questo si accostano gli oggetti di ornamento personale, come le caratteristiche fibule ad arco serpeggiante e le preziose fibule ad arco rivestito, ed i reperti strettamente attinenti al ruolo e al rango dei defunti, come ad esempio gli elementi riconducibili alla bardatura equina.

Nel giardino del Museo, completa il percorso di visita la ricostruzione a grandezza reale di una capanna villanoviana, completamente arredata secondo accurate ricostruzioni.