國立臺灣史前文化博物館的籌建緣於卑南遺址的搶救發掘。1980年7月，現今南迴鐵路臺東新站（原稱東線鐵路卑南站）及調車場進行興建工程時，大規模的施工揭開蘊藏豐富史前文物的卑南遺址。許多石板棺及棺內精美陪葬品紛紛被掀露地表，引起民眾的注意並爭相盜掘。 此一事件經過媒體密集報導，引起輿論重視。臺東縣政府呈報主管機關後，該站興建工程暫停施工，並委請臺大人類學系宋文薰教授率領該系學生，組成卑南文化考古隊進行搶救發掘工作。 此後十年間，宋文薰與連照美兩位教授率領臺大考古隊，利用寒暑假期間進行十餘梯次搶救工作。包含卑南遺址另外的發掘工作，發掘面積廣達一萬多平方公尺，出土約二千座墓葬與數萬件陶器及石器，是臺灣考古史上發掘範圍最大的遺址。國內外學者一致認為這是臺灣新石器時代中晚期十分重要的代表性遺址，也是環太平洋與東南亞地區規模最大的石板棺墓葬群遺址。 宋文薰教授認為如果要保存卑南遺址，應該就地興建考古遺址野外博物館，這是以卑南遺址為基礎興建博物館的最早提案。歷經多方努力與期待，史前館籌備處終於在1990年2月1日成立，於2001年7月10日試營運，2002年8月17日正式開館，為臺灣史前文化的保存與研究奠立持續發展的基礎。
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