Τα εγκαίνια του πρώτου Μουσείου
Στις 2 Μαΐου 1903 η «Μεγάλη Ανασκαφή» έκλεισε πανηγυρικά με τα εγκαίνια του μουσείου που θα φιλοξενούσε τα ευρήματα. Τα σχέδια για το μουσείο είχε εκπονήσει ο Γάλλος αρχιτέκτονας Α. Tournaire, ενώ τη δαπάνη για την κατασκευή του κτηρίου ανέλαβε ο Ανδρέας Συγγρός. Στην τελετή ήταν παρών ο Υπουργός Παιδείας της Γαλλίας και πλήθος επισήμων. Σύμφωνα με τη μουσειολογική προσέγγιση του Homolle, τα μνημεία αποκαταστάθηκαν με τη χρήση γύψινων εκμαγείων, έτσι ώστε τα αρχιτεκτονικά γλυπτά να βρίσκουν τη θέση τους στα μνημεία και να μην φαίνονται αποκομμένα. Αν και τα εκθέματα υπερκάλυπταν τον διαθέσιμο χώρο και δεν είχαν μελετηθεί επαρκώς πριν την έκθεση, η ακτινοβολία τους ήταν διεθνής, αφού τα δημοσιεύματα στον ξένο και τον ελληνικό τύπο καθ’ όλη τη διάρκεια των ανασκαφών ήταν συνεχή. 

Η δεύτερη γενιά: 1903-1939
Κατά τη διάρκεια των επόμενων τριάντα χρόνων, στους Δελφούς δραστηριοποιήθηκαν πολλοί σημαντικοί Έλληνες και ξένοι αρχαιολόγοι και ερευνητές, όπως ο Αντώνιος Κεραμόπουλος, ο Γιάννης Μηλιάδης και ο Κωνσταντίνος Ρωμαίος, o Henri Van Effenterre, o Jean Jannoray, o Georges Daux αλλά και ο ευπατρίδης Pierre de la Coste Messelière. Όλοι αυτοί μελέτησαν τα ευρήματα, κατέληξαν σε νέα αρχαιολογικά συμπεράσματα και πίεσαν προς την κατεύθυνση της δημιουργίας νέου μουσείου. Άλλωστε, οι  Δελφικές γιορτές που διοργανώθηκαν από τον Άγγελο Σικελιανό και τη σύζυγό του, Εύα Πάλμερ Σικελιανού, έφεραν ξανά τους Δελφούς στο διεθνές προσκήνιο με την πληθώρα ξένων προσκεκλημένων και ανθρώπων του πνεύματος που συνέρρευσαν. 

Το δεύτερο μουσείο
Κατά την τριετία 1935-38 κτίστηκε το νέο μουσείο, το οποίο εμπνεόταν από την αρχιτεκτονική σχολείων του Μεσοπολέμου, και η επανέκθεση ολοκληρώθηκε το 1939. Η νέα μουσειολογική προσέγγιση ήταν περισσότερο επιστημονική, καθώς καθαιρέθηκαν τα γύψινα εκμαγεία, ενώ τα ευρήματα ταξινομήθηκαν χρονολογικά και μελετήθηκαν καλύτερα. Ωστόσο, η έκθεση δεν πρόλαβε να ανοίξει για το κοινό. Το ξέσπασμα του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου οδήγησε στην απόφαση τα αρχαία να καταχωθούν ή να φυγαδευτούν στην Αθήνα. Ο Ηνίοχος «φιλοξενήθηκε» στις κρύπτες του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου, ενώ τα χρυσελεφάντινα αγάλματα και ο αργυρός ταύρος, που είχαν μόλις αποκαλυφθεί σε λάκκο κάτω από την πλακόστρωση της Ιεράς Οδού, μεταφέρθηκαν στο θησαυροφυλάκιο της Εθνικής Τράπεζας. 
Το Μουσείο δεν κατάφερε να ξανανοίξει τις θύρες του παρά μόνο μετά το 1950, αφού κατά τη διάρκεια του Εμφυλίου πολέμου οι Δελφοί ήταν στρατιωτικοποιημένη ζώνη. Τα αρχαία επέστρεψαν σταδιακά στις θέσεις τους και  το ευρύτερο κοινό μπόρεσε να επισκεφθεί τη νέα έκθεση. 

Η τρίτη φάση του Μουσείου
Μετά από μια εξαετία διαπιστώθηκε και νέα ανάγκη επέκτασης του Μουσείου. Κρίθηκε προτιμότερη η λύση της επέκτασης και αναδιαμόρφωσης του υπάρχοντος κτιρίου, την οποία ανέλαβε να σχεδιάσει ο αρχιτέκτονας Πάτροκλος Καραντινός, από τους χαρακτηριστικότερους εκπροσώπους του μοντερνισμού στην Ελλάδα. Η δε επανέκθεση των αρχαιοτήτων ήταν προϊόν της συνεργασίας της Εφόρου Αρχαιοτήτων των Δελφών Ιωάννας Κωνσταντίνου και του Χρήστου Καρούζου, διευθυντή του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου, ο  οποίος τότε μόλις ολοκλήρωνε την εκεί επανέκθεση των κρυμμένων κατά τη διάρκεια της Κατοχής αρχαίων. Το νέο μουσείο άνοιξε τις θύρες του το 1961, την εποχή που η οικονομική και πολιτιστική κυρίως ανάκαμψη της Ελλάδας έφερνε στη χώρα νέες γενιές επισκεπτών που ήθελαν να θαυμάσουν το αρχαίο κάλλος.