Το νεόδμητο μουσείο βρίσκεται στις παρυφές της σύγχρονης πόλης, κοντά στις όχθες του ποταμού Άραχθου και σε μικρή απόσταση από την ιστορική γέφυρα. Η κατασκευή του κτιρίου ολοκληρώθηκε στο διάστημα 1999 - 2006, για να
ακολουθήσει η οργάνωση της έκθεσης του μουσειακού υλικού στην τριετία 2006-2009. Στο νέο μουσείο εκτίθεται η συλλογή αρχαιοτήτων από την ευρύτερη περιοχή της Άρτας - που στεγαζόταν από το 1972 στη Μονή Παρηγορήτισσας - εμπλουτισμένη από τα ευρήματα της αδιάλειπτης ανασκαφικής έρευνας στην περιοχή. Χρονολογικά τα εκθέματα καλύπτουν ένα εύρος από την Παλαιολιθική εποχή έως τους ρωμαϊκούς χρόνους.
Η έκθεση - οργανωμένη θεματικά - εστιάζει στην παρουσίαση της αρχαίας Αμβρακίας, παρακολουθώντας την ιστορική της πορεία από την ίδρυση και ακμή μέχρι την καταστροφή της. Μέσα από τα υλικά κατάλοιπα, τόσο τα έργα τέχνης όσο και τα χρηστικά αντικείμενα της καθημερινής ζωής, αναδεικνύονται οι σημαντικότερες εκφάνσεις του δημόσιου και ιδιωτικού βίου των κατοίκων της αρχαίας πόλης. Τα εκθέματα προέρχονται από τα δύο νεκροταφεία, την πόλη της αρχαίας Αμβρακίας, που βρίσκεται θαμμένη κάτω από τη σύγχρονη πόλη της Άρτας, από το σπήλαιο "Κουδουνότρυπα", καθώς και από άλλες θέσεις του νομού Άρτας.
Από τα σημαντικότερα εκθέματα του μουσείου είναι:
- Επιτύμβιες στήλες από τα νεκροταφεία της αρχαίας Αμβρακίας, όπως η επιτύμβια στήλη του Δάμωνος, γιου του Αλεξίωνος, από το δυτικό νεκροταφείο. 3ος - 2ος αι. π.Χ.
- Μαρμάρινο αγαλμάτιο Αφροδίτης, που βρέθηκε κατά την ανασκαφή οικίας της αρχαίας Αμβρακίας. 2ος αι. π.Χ.
- Ενεπίγραφη αετωματική στήλη από το
Ναό του Απόλλωνα. Σώζει τμήμα από το κείμενο συνθήκης που καθορίζει τα όρια Αμβρακίας - Χαράδρου. Μετά το 167 π.Χ.
- Πήλινες μήτρες ειδωλίων και τα σύγχρονα εκμαγεία τους από το εργαστήριο του Σατύρου, κοροπλάστη του 4ου αι. π.Χ.
- Πήλινα ειδώλια και ανάγλυφα πλακίδια από το σπήλαιο Κουδουνότρυπα, που ήταν αφιερωμένο κατά την κλασική και ελληνιστική αρχαιότητα στην λατρεία των Νυμφών, του Ερμή και του Πανός.
