Im Jahr 1853 begannen die archäologischen Ausgrabungen auf der Saalburg. Die Fundstücke wurden zunächst im Schloss Homburg aufbewahrt und gingen nach dem Tod des letzten Landgrafen Ferdinand 1866 in den Privatbesitz des Großherzogs Ludwig II. von Hessen-Darmstadt über, der sie nach Darmstadt überführen ließ.
1872 gründete sich der Saalburgverein in Homburg. Der Verein hatte das Ziel, die Erforschung des Kastells und der römischen Siedlung zu unterstützen und für die Funde ein eigenes Museum zu schaffen. Ein erster Schritt wurde mit Errichtung des Gräberhauses 1872 gemacht. Im Inneren sollten die römischen Gräber pietätvoll präsentiert werden. Das tempelartige Bauwerk entstand inmitten des Gräberfeldes der römischen Siedlung entlang der Römerstraße nach Nida, dem heutigen Frankfurt-Heddernheim.
Erst 1878 gelang durch Vermittlung der Kaiserin Friedrich, der Mutter des späteren Kaisers Wilhelm II., die Rückführung der Sammlung aus Darmstadt nach Homburg. Die Stadt stellte für die Einrichtung eines Museums den großen Raum des ehemaligen Kaffees im Kurhaus zur Verfügung. Das Museum und sein erster Konservator Louis Jacobi feierten am 27. Juli 1879 die Eröffnung.
Kaiser Wilhelm II. kündigte 1897 den Wiederaufbau der Saalburg an und wollte dort das zentrale Limesmuseum Deutschlands einrichten. Wegen des ständigen Zuwachses an Funden durch die Grabungen und zahlreiche Stiftungen wie die Funde aus den Ausgrabungen in Stockstadt 1902 und die Sammlung des Consul Niessen aus Köln 1905 wurde zu diesem Zweck das Gebäude des Horreums errichtet, das 1907 eröffnet wurde.
Auf Anordnung des preußischen Kultusministers wurden dem Saalburgmuseum die Funde der 45 km langen Taunusstrecke zugesprochen. Bis heute bilden daher die Funde der Kastelle Zugmantel, Kleiner Feldberg und Saalburg sowie der dazwischen liegenden Limesabschnitte den Schwerpunkt in der Ausstellung.