Начало музею в усадьбе было положено князем Н.Б. Юсуповым.  

Коллекции живописи, скульптуры, произведения декоративно-прикладного искусства, многотомная библиотека бережно сохранялись его потомками. Завещание последней владелицы усадьбы княгини З.Н. Юсуповой сыграло важную роль в сохранении коллекций. В годы революции бывшие служащие имения по собственной инициативе взяли усадьбу под опеку, добились предоставления охранной грамоты от Военно-Революционного Комитета г. Москвы на дворец и его коллекции. 23 октября 1918 г. вышел декрет «О национализации имений Архангельское, Останкино и Кусково», и 1 мая 1919 г. музей в усадьбе был открыт для посетителей. Первой его заведующей была назначена Вера Авенировна Фревиль (с 1919 по 1927 год).

Главной задачей сотрудников «Архангельского» стало сохранение художественных коллекций. К 1929 г. удалось воссоздать облик парадных залов дворца, максимально приблизив их ко времени расцвета усадьбы. Был восстановлен зал Тьеполо и частично реконструирована обстановка Парадной спальни.

Благодаря усилиям директора музея Алексея Александровича Найдышева (с 1927 г. по 1936 г.) в Архангельское были возвращены многие уникальные произведения живописи юсуповского собрания, вывезенные ещё владельцами в Петербург.

В 1920-е годы на первый план в деятельности музея было выдвинуто изучение творчества крепостных: экспозицию дополнил раздел о живописной мастерской и фарфорово-фаянсовом заводе в Архангельском. Один из флигелей дворца служил «для нужд детской колонии», флигель лавровой оранжереи – для постановки спектаклей, в здании Храма-усыпальницы обосновался клуб архангельской ячейки РКСМ. В 1928 г. все арендаторы были вытеснены из усадьбы домом отдыха Мосздравотдела, а в 1933 г. Архангельское было передано Наркомату по военным и морским делам. На месте разобранных оранжерей и жилых флигелей над Москвой-рекой в 1934 г. по проекту архитектора полковника В.П. Апышкова начали строить корпуса санатория. Не дожидаясь окончания их строительства (1937 г.), решено было как можно скорее принять отдыхающих. Для них в капитально переоборудованных придворцовых флигелях были устроены палаты: в усадьбе открылся дом отдыха РККА.

• 
  Дорога к храму Архангела Михаила

Архангельское не обошли своим вниманием известные люди советской страны: здесь бывали Л.Д. Троцкий, М.Н. Тухачевский, В.К. Блюхер, К.Е. Ворошилов, а с организацией на территории усадьбы военного санатория в 1934 г. – болгарский коммунист Георгий Димитров, известнейшая в свое время представительница международного рабочего движения Клара Цеткин и другие деятели эпохи. Усадьбу посещали также крупнейшие мастера культуры: П.Д. Корин, В.Э. Мейерхольд, А.В. Щусев, В.А. Гиляровский, И.Ф. Стравинский, Л.М. Леонов.

В 1934 году храм Архангела Михаила закрыли, и его помещение стало использоваться как филиал музея. Настоятель храма с 1894 г. по 1933 г. протоиерей Николай Виноградов, бывший также законоучителем архангельской четырехгодичной земской школы и преподавателем Закона Божьего в Гольеве, был арестован и позднее, 27 июня 1938 г., расстрелян на Бутовском полигоне. В январе 1989 г. он был реабилитирован и в числе 1154 новомучеников и исповедников Российских ХХ века причислен Русской Православной Церковью к лику святых. До 1964 г. здание использовалось для нужд санатория. Исследовательские и реставрационные работы 1964–1965 годов в основном вернули храму Архангела Михаила первоначальный облик, сохранив без изменения только южный придел как достройку более позднего времени. Вход в него также восстановили на период конца XVII в. В 1994 г. в храме возобновились службы. Ныне он находится в совместном пользовании музея и православной общины поселка Архангельское.

Проведенные в 1939 г. к западу от храма Архангела Михаила раскопки выявили на этой территории поселение, относящееся к Дьяковской культуре.

• 
  Большой партер в регулярном саду

Несмотря на все перипетии истории музея, в Архангельском сохранились главные архитектурные сооружения, большая часть интерьеров дворца, основная часть парка. Более 60 лет (с 1934 г. по 1996 г.) музей функционировал под началом военного ведомства, получая методическую помощь от отдела музеев Наркомата просвещения, а позднее Министерства культуры РСФСР. Во время Великой Отечественной войны директор музея (с 1936 г. по 1954 г.) Иван Михайлович Починовский приложил значительные усилия для эвакуации коллекций на Урал. Зимой 1943 г. они вернулись в усадьбу из Верх-Нейвинска. Сотрудники музея откапывали и устанавливали на свои места парковую скульптуру, к концу 1945 г. частично восстановили экспозицию первого этажа дворца, и первые посетители смогли войти в его залы.

Десять послевоенных лет – время больших реставрационных работ в Архангельском. С каждым годом росла посещаемость музея: в 1960 г. в усадьбе побывало более 130 тысяч человек. В это время коллектив возглавлял Виктор Владимирович Познанский (с 1954 г. по 1966 г.). В конце 1960-х годов состоялось открытие экспозиций и выставок в Колоннаде и храме Архангела Михаила, завершилась реставрация театра, 150-летие которого в 1968 г. было отмечено концертным исполнением оперы Е. Фомина «Орфей».

Под руководством директора музея Валерия Леонидовича Рапопорта (с 1967 г. по 1983 г.) сложился творческий коллектив научных сотрудников, систематизировались и изучались коллекции, создавались выставки, проводились научные конференции. К началу 1970-х годов поток экскурсантов превысил 400 тысяч человек в год. В 1980 г. музей «Архангельское» был включен в культурную программу летних Олимпийских игр в Москве: в Овальном зале дворца состоялись концерты Святослава Рихтера и Андрея Гаврилова, ставшие знаменательным событием в истории усадьбы.

С 1981 г. по проекту профессора В.А. Агальцовой в Архангельском начались работы по восстановлению исторического облика парка. Это был первый опыт в нашей стране по восстановлению исторических объектов садово-паркового искусства.

• 
  Реставрация Большого партера

В ноябре 1985 г. музей-усадьба Архангельское был закрыт на реставрацию, завершение которой планировалось в 1995 г. В то время во главе коллектива стояла Светлана Ивановна Фильцева (с 1986 г. по 1996 г.). Но из-за отсутствия должного финансирования реставрационные работы до сих пор ведутся с перерывами. В январе 1997 г. музей был передан из подчинения Министерства обороны в ведение Министерства культуры и приобрел статус памятника федерального значения. Коллектив во главе с Владимиром Владимировичем Длугачем (с 1997 г. по 2013 г.) разработал новую Концепцию развития музея-заповедника. В число особо ценных объектов, находящихся под охраной Всемирного фонда памятников, вошел Театр Гонзаги. Для посетителей вновь открылся парк. Удалось возобновить и реставрационные работы во дворце, театре, храме-усыпальнице, Конторском флигеле, который на время реставрации стал местом размещения экспозиции музея. В здании Храма-усыпальницы экспонируются полотна знаменитых Дж.Б. Тьеполо и Ю. Робера, звучит классическая музыка. С мая по сентябрь Парадный двор Большого дома превращается в концертный зал.

• 
  Придворцовая колоннада

В ходе реставрации в 2003 г. при расчистке фундамента восточного фасада Большого дома произошло уникальное событие – была найдена медная закладная доска, украшенная гербом рода Голицыных, которая на русском и латинском языках указывает точную дату начала строительства дворца:

Въ 1784 году заложен фундамент Двора Ея императорскаго величества действительнаго камергера князя Николая Алексеевича Голицына от рождения его в 33-е лето, господина нижеписанных вотчин:
                   Архангельскаго
                    Познянова
                    Никольскаго
                     Воронков
                     Богородицкаго…
                      и протчих сел и 
                          деревень…

В 2024 г. исполнилось 240 лет со дня закладки дворца. Были и другие знаменательные даты: в 2023 г. – 205-летие создания театра в усадьбе и организации фарфорового заведения, в 2023 г. – 213 лет со дня приобретения имения князем Н.Б. Юсуповым.
В 2022 г. «Архангельское» приобрело статус музея-заповедника. 
1 мая 2024 г. Музей-заповедник отпраздновал свое 105-летие.