Амфитеатр был сооружен в 1793 году по проекту В. Бренна. На правом берегу Славянки Бренна разместил Каменный амфитеатр для зрителей, а на левом берегу – зеленый амфитеатр, представлявший ряд земляных террас и лестниц.
Музей был основан как Казанский городской научно-промышленный музей в 1894 году и открыт 5 апреля 1895 года.В основу музея положена частная 40-тысячная коллекция Андрея Фёдоровича Лихачёва - известного в крае археолога, историка, коллекционера.