กรมศิลปากร ได้เพิ่มศักยภาพพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ อู่ทอง เป็นโครงการต่อเนื่อง 5 ระยะ ตั้งแต่ปีงบประมาณ 2564-2568 โดยซ่อมแซม ปรับปรุงอาคารจัดแสดงและนิทรรศการถาวรให้ทันสมัยขึ้น
ด้วยเทคนิคสมัยใหม่ เพื่อนำเสนอเรื่องราวของเมืองโบราณอู่ทองและวัฒนธรรมทวารวดีที่มีเอกลักษณ์โดดเด่น เป็นแหล่งเรียนรู้ แหล่งท่องเที่ยวทางวัฒนธรรมที่สำคัญของชาติ
นิทรรศการนำเสนอเรื่องราวเกี่ยวกับเมืองโบราณอู่ทองและพื้นที่เกี่ยวข้อง ตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ เข้าสู่วัฒนธรรมทวารวดี โดยจัดแสดงโบราณวัตถุที่มีคุณค่า และสำคัญที่สุดแห่งหนึ่ง

ไฮไลต์คือ การจัดแสดงโบราณวัตถุชิ้นเยี่ยม ธรรมจักร แท่น และเสา พบจากการขุดแต่งเจดีย์หมายเลข 11 เมืองโบราณอู่ทอง อายุราวพุทธศตวรรษที่ 12-13 หรือ 1,300-1,400 ปีก่อน ถือเป็นหลักฐานแสดงถึงการประดิษฐานธรรมจักรที่สมบูรณ์ที่สุดที่พบเพียงแห่งเดียวในประเทศไทย ทั้งนี้ ห้องจัดแสดงภายในประกอบด้วย
1.ทวารวดี ปฐมบทแห่งประวัติศาสตร์ไทย สรุปเรื่องเมืองโบราณอู่ทอง และวัฒนธรรมทวารวดี ที่กล่าวถึงการติดต่อกับดินแดนภายนอก และการรับอารยธรรมจากอินเดียมาผสมผสานกับวัฒนธรรมดั้งเดิม
2.เมืองโบราณอู่ทอง ศูนย์กลางแรกเริ่มของวัฒนธรรมทวารวดี จุดเชื่อมโยงเส้นทางการค้าในดินแดนสุวรรณภูมิ โบราณวัตถุสำคัญ ได้แก่ เหรียญโรมันจักรพรรดิวิคโตรินุส ชิ้นส่วนเครื่องถ้วยจากตะวันออกกลางประดับบนปูนปั้นสมัยทวารวดี เหรียญอาหรับ เครื่องถ้วยจีน และปูนปั้นรูปใบหน้าพ่อค้าชาวต่างชาติ
3.โบราณคดีเมืองอู่ทอง : พ.ศ. 2446-ปัจจุบัน ศตวรรษสำคัญงานโบราณคดีในไทย ตั้งแต่สมเด็จกรมพระยาดำรงราชานุภาพเสด็จตรวจราชการเมืองอู่ทองจนถึงงานทางโบราณคดีโดยกรมศิลปากรในปัจจุบัน ที่ขุดแต่งโบราณสถานเมืองโบราณอู่ทอง มีทั้งเจดีย์ วิหารในศาสนาพุทธ และศาสนสถานในศาสนาพราหมณ์-ฮินดู

4.เจดีย์ วิหาร โบราณสถานทวารวดี : สถาปัตยกรรมแห่งศรัทธา ปฐมบทของพุทธศาสนาในดินแดนไทย จัดแสดงสถาปัตยกรรมสมัยทวารวดี ซึ่งเป็นสมัยแรกของไทย โบราณวัตถุ เช่น อิฐฤกษ์ ที่ใช้ประกอบพิธีกรรมวางฤกษ์เมื่อเริ่มสร้างศาสนสถาน และประติมากรรมปูนปั้น ดินเผา
5.ลูกปัดและเครื่องประดับทองคำ : วัตถุล้ำค่า สะท้อนความรุ่งเรืองของเมืองโบราณอู่ทอง จัดแสดงลูกปัด เครื่องประดับ พบบริเวณเมืองโบราณอู่ทอง ส่วนโบราณวัตถุ ลูกปัดหินคาร์เนเลียน อาเกต เป็นสินค้านำเข้าจากอินเดีย เครื่องประดับทองคำสมัยทวารวดี และแผ่นดินเผารูปบุคคลฟ้อนรำ
6.ศาสนาและความเชื่อ : จากพุทธภูมิสู่สุวรรณภูมิ อรุณรุ่งแห่งยุคประวัติศาสตร์ไทย แสดงเรื่องศาสนา ความเชื่อที่เมืองโบราณอู่ทอง สันนิษฐานว่า มีการนับถือศาสนาพุทธแบบเถรวาท และศาสนาพุทธแบบมหายาน
ทั้งยังพบหลักฐานการนับถือศาสนาพราหมณ์-ฮินดู พบโบราณวัตถุที่แสดงถึงความเชื่อของท้องถิ่น ส่วนโบราณวัตถุ ได้แก่ แผ่นดินเผารูปพระภิกษุอุ้มบาตร จารึกคาถา เย ธมฺมา คาถาหัวใจสำคัญของศาสนาพุทธ พระพิมพ์ภาพพระสาวกมีจารึก เศียรพระพุทธรูปทองคำ เอกมุขลึงค์ และตุ๊กตารูปคนจูงลิง
พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ อู่ทอง จังหวัดสุพรรณบุรี เปิดให้บริการวันพุธ-อาทิตย์ วันหยุดราชการพิเศษและวันหยุดนักขัตฤกษ์ เวลา 09.00-16.00 น. ค่าธรรมเนียมเข้าชม ชาวไทย 30 บาท ชาวต่างชาติ 150 บาท