1974年，柳湾墓地被发现，开始进行考古发掘；同年7月中旬，柳湾墓地发掘工作正式开始。中科院考古研究所和青海考古队在这里共发掘墓葬1730多座，出土文物37925件，其中仅彩陶文物就有17000多件。这1730座墓葬包容了马家窑文化的半山、马厂、齐家文化、辛店文化等4种文化类型，属于新石器时代，这4种文化类型延续时间长达1500年之久。

1980年，为了柳湾墓地大规模的发掘和保护，在柳湾村设立了“青海省考古队柳湾工作站”，并开始筹建馆舍。

1985年，改名为“青海省彩陶研究中心”。

1986年11月，完成了《柳湾墓地》基本陈列，一些精品彩陶正式与观众见面。

2000年4月，开始修建新馆。

2001年7月，正式成立青海柳湾彩陶博物馆。

2003年底，完成了新馆基本陈列的布展工作。

2004年4月28日，青海柳湾彩陶博物馆对外开放，成为中国最大的彩陶文化博物馆。