Giovanni Antonio Sanna è stato deputato del regno di Sardegna e grande imprenditore, concessionario delle miniere di Montevecchio. Destinò per testamento a Sassari, città natale, la sua preziosa e ricca collezione archeologica e artistica (250 dipinti dal XV al XIX secolo). La donazione risalente al 1878 è stata il nucleo di partenza del futuro museo, implementato poi da reperti risalenti a ricerche e scavi della Soprintendenza per i Beni archeologici e da raccolte private. Oggi il museo è accolto da un edificio in via Roma, donato da sua figlia, Zely Castoldi. Realizzato tra 1926 e 1932, si richiama all’eleganza di un tempio classico: la scalinata d’ingresso in vulcanite rossa è arretrata rispetto alla strada, al centro sorge un corpo sporgente con colonne doriche e timpano, mentre nelle ali laterali, rifinite con intonaco a finta pietra liscia, un cornicione sostiene un parapetto con motivi a cassettoni contenenti tondi in rilievo. Alle simmetriche sale interne, tra 1966 e 1973, furono aggiunti altri ambienti, da fabbricati esistenti e nuovi, con andamento più articolato e moderno.