Η ίδρυση του μουσείου εγκρίθηκε το 1994. Το κτίριο, η κατασκευή του οποίου χρηματοδοτήθηκε από το Γ' ΚΠΣ, αποπερατώθηκε το Μάρτιο του 2009, ενώ η παραλαβή του πραγματοποιήθηκε το Σεπτέμβριο του 2010.
Καλύπτει έκταση 2.470 τ.μ. με υπόγειο, ισόγειο και α' όροφο και περιλαμβάνει χώρους εξυπηρέτησης κοινού, χώρους εκθέσεων και πολιτιστικών εκδηλώσεων, εργαστήρια, αποθήκες, χώρους γραφείων και Η/Μ εγκαταστάσεων, και αναψυκτήριο.
Στο νέο μουσείο «θα παρουσιαστεί η Θράκη ως μια περιοχή με ιδιαίτερη βαρύτητα τόσο για τη Βυζαντινή Αυτοκρατορία όσο και για τη διάδοχη Οθωμανική και το Διδυμότειχο ως κομβικό σημείο της Θράκης», όπως εξηγεί η προϊσταμένη της 15ης Εφορείας Βυζαντινών Αρχαιοτήτων, Δέσποινα Μακροπούλου.
Η 15η ΕΒΑ, με αρμοδιότητα στους νομούς Έβρου, Ροδόπης και Ξάνθης, ξεκίνησε τη λειτουργία της το 2006. Οι μόνιμοι υπάλληλοί της δεν ξεπέρασαν ποτέ τους οκτώ.
Σε σωστική ανασκαφή του ναού στη θέση Βάλτα - Σοούκ σου, περί τα 1.300μ. νότια της επαρχιακής οδού Ξάνθης – Ιάσμου, αποκαλύφθηκε τρίκλιτη κοιμητηριακή βασιλική του 6ου αιώνα. Υπάρχουν ενδείξεις για μακρά μετέπειτα επιβίωση του ναού, που φτάνει πιθανόν και ως το 12ο αιώνα.
Επίσης, κατά τις εργασίες ανάπλασης της πλατείας Αβδήρων, εντοπίστηκε και ερευνήθηκε το βυζαντινό νεκροταφείο του αρχαίου οικισμού. Στον οικισμό της Μάκρης του Εβρου σωστική ανασκαφή νότια του ναού της Αγίας Αναστασίας έφερε στο φως πύργο και τμήμα του βυζαντινού τείχους της πόλης.
Τρεις μελέτες αναστήλωσης, συνολικού προϋπολογισμού 1.970.000 ευρώ, που συντάχθηκαν από την εφορεία εντάχθηκαν στο ΕΣΠΑ της Περιφέρειας Ανατολικής Μακεδονίας - Θράκης.
Πρόκειται για τα έργα στερέωσης και διαμόρφωσης του Κάστρου της Χώρας Σαμοθράκης και του Βυζαντινού Τείχους της Κομοτηνής, καθώς και το έργο αντικατάστασης των μολυβδοφύλλων της στέγασης του ναού της Παναγίας Κοσμοσώτειρας στις Φέρες.
