A Hadtörténeti Múzeumon belül 2024-ben jött létre a Hadirégészeti Osztály. A régészeti osztály fő küldetése a hadtörténeti örökség ingó és ingatlan elemeinek komplex, archeológiai módszertanon alapuló kutatása. A részleg munkája során egyaránt folytat csata- és hadszíntérkutatást, objektumfelmérést, roncskutatást, valamint hadtudományi terepelemzést.
A Hadtörténeti Múzeum két legjelentősebb régészeti projektje jelenleg az 1848–1849-es szabadságharc csatatérrégészeti programja, valamint az Attila-vonal (1944–1945) régészeti munkaprogramja. A múzeum korábbi munkálatai közül kiemelhetjük az 1809. évi győri ütközet fémkereső műszeres terepbejárását, az ostffyasszonyfai, illetve csóti hadifogolytáborok (1915–1918) kutatását, valamint a győri Magyar Ágyúgyár első világháború korabeli lőterén található beton fedezékek felmérését.
A Hadirégészeti Gyűjtemény alapjainak lefektetésére 2009-ben került sor, majd az 2013-ban integrálódott
hivatalosan a múzeum gyűjteményi rendszerébe a Szervezeti és Működési Szabályzatba való felvétel által. A
heterogén gyűjtemény széles kronológia keretekkel rendelkezik, hiszen az az őskorral kezdődően a modernkorral
bezárólag őriz tárgyi emlékeket, így fegyverleleteket, felszerelési és ruházati emlékeket, használati, illetve
személyes tárgyakat, valamint harceszközökhöz köthető roncselemeket.
A gyűjtemény több különleges műtárgyat, műtárgycsoportot őriz. A gyűjteményben lelhető fel például egy, az
1990-es években múzeumba került, bronzkori harcossírból származtatható lábszárvédőpár, sisak, kard, kések és
csésze maradványa képezte (szórvány) régészeti leletegyüttes. A Hadirégészeti Gyűjtemény több magyarországi
történelmi csatatérről (Győr– Kismegyer /1809/, Tápióbicske /1849/, Vác /1849/) őriz gazdag tárgyi emlékanyagot.
Megemlíthetjük továbbá, hogy ebben a gyűjteményben találhatóak Magyarország legkorábbi „harckocsi-leletei”, egy,
a várpalotai gyakorlótéren 2010-ben megtalált, FIAT 3000/B harckocsi páncél- és futómű-maradványai is.
A műtárgyajándékozásoknak és a terepi kutatásoknak köszönhetően a gyűjtemény folyamatosan bővül. A gyűjtemény
egyik legjelentősebb, legnagyobb darabszámú együttesét egy, az ostffyasszonyfai hadifogolytábor (1915–1918)
területéről származó, felszerelés- és ruházati emlékekből, szerszámokból, tintatartókból, orvosságos és
sósborszeszes üvegcsékből, üvegpalackokból, asztali porcelánokból, valamint személyes tárgyakból álló
ajándékozás képezi.