V době zřízení Archeologického oddělení nemělo Okresní muzeum ve Valbřichu archeologické sbírky. V 60. a 70. letech 20. století, kdy panovala tendence k profilování sbírek jednotlivých muzejních pracovišť v Dolním Slezsku, bylo rozhodnuto, že Valbřich bude shromažďovat geologické exponáty a keramiku. Městské muzeum předalo Archeologickému muzeu ve Valbřichu ve Vratislavi archeologickou sbírku, obsahující mj. památky předválečného Heimatmuseum ve Valbřichu.
Pracovníci oddělení začali obnovovat sbírky, zpočátku cestou plánovaných archeologických průzkumů na zajímavých nalezištích. Svou výzkumnou činností obsáhli celý bývalý valbřišský kraj, avšak nejvíce samostatných terénních průzkumů prováděli v oblasti zoubkovického okresu. Přispěla k tomu nejhustší síť archeologických nalezišť v regionu, se zajímavým různorodým kulturním a chronologickým rozsahem, a také náklonnost místních úřadů. Po roce 1991 již muzeum bohužel nemělo finanční možnosti k provádění vlastních průzkumných prací. Pokračovalo se v získávání památek prostřednictvím záchranných průzkumů na místech narušených stavebními pracemi nebo archeologických dozorů investic (meliorace, instalace, stavby), prováděných na objednávku fyzických osob nebo firem. Také Krajský památkový ústav ve Valbřichu poskytoval materiály pocházející z průzkumů různých archeologických institucí mimo region, provádějících práce v této oblasti. Po přestěhování do Valbřichu se archeologické úkoly změnily z terénních prací na práce kabinetní – zpracování sbírek. Komplexní péči o archeologická naleziště převzal Dolnoslezský krajský památkový ústav.
Nyní se ve sbírkách oddělení nachází více jak 35 000 památek (celých forem nebo jejich fragmentů). Jsou to materiály od pozdního paleolitu po dobu novověku, mj. z neolitických osad ve Slezských Zoubkovicích – v obcích Saldno a Muszkowice, multikulturních osad v obcích Byczeń, Suszka, Śrem, Krzelków, Raczyce, osad z období římských vlivů v obci Niedźwiednik (podle AZP Rososznica) a raně středověké osady v obci Kamieniec Ząbkowicki, raně středověkého hradiště v obci Dobromierz, renesančního zámku ve Slezských Zoubkovicích a z průzkumů středověkých měst Zoubkovice, Ziębice a Złoty Stok. Existují také materiály z hradišť Bardo a Niemcza, deponované Ústavem archeologie Vratislavské univerzity, které budou po zpracování zpřístupněny na výstavách.
Na základě sbírek vznikají disertační práce a vědecké články, zpřístupňovány jsou materiály pro srovnávací výzkumy.
Oddělení vydává osvědčení o připravenosti přijetí památek získaných během archeologických průzkumů prováděných na území okresů: dzierżoniowský, świdnický, wałbrzyský a ząbkowický.