Počeci duge i burne povijesti Arhološke zbirke Osor sežu u 18. stoljeća te se vezuju uz osorskog biskupa Dinaričića koji je, prema zapisima Alberta Fortisa iz 1771. godine, sakupio prvu zbirku lapida u biskupskom dvoru u Osoru. Sakupljačku strast biskupa Dinaričića stotinu godina kasnije nastavlja osorski nadžupnik Ivan Kvirin Bolmarčić. On kao arheolog amater poduzima prva arheološka istraživanja u Osoru u trajanju od 1874. do 1881. godine, istražuje gradske bedeme, ilirsko-rimsku nekropolu na lošinjskoj strani kanala Kavuada te stvara respektabilnu arheološku zbirku koja je 1880. godine brojala nekoliko tisuća predmeta. Godine 1889. arheološka zbirka nadžupnika Bolmarčića postaje vlasništvom osorske općine, seli se u zgradu osorske Gradske vijećnice te biva službeno otvorena javnosti. Arheološka zbirka Osor je najstarija muzejska institucija na otocima Cresu i Lošinju te jedna od najstarijih arheoloških zbirki u Hrvatskoj uopće. Nakon brojnih promjena statusa, zapuštanja i obnavljanja, Arheološka zbirka Osor od 2007. godine djeluje kao samostalni odjel novoosnovanog Lošinjskog muzeja.
Izložena arheološka građa prati svakodnevni život ljudi na području Osora i njegove bliže okolice od samih začetaka u prapovijesti, preko antike do srednjeg vijeka. Prezentirani su različiti tipove ljudske produkcije, od keramike, stakla, do predmeta od metala, kamene reljefne plastike i skulptura te numizmatike.