1997年，河北省人民政府将泥河湾一带列为全省第一个省级地质遗址保护区；2001年泥河湾旧石器遗址群被国务院列为全国重点文物保护单位；2002年7月，国务院批准河北省泥河湾省级地质遗址自然保护区晋升为国家级自然保护区。2002年2月4日，河北省政府在阳原召开了泥河湾遗址群保护、开发和利用现场办公会，确定保护开发泥河湾的十二项具体工作，其中最重要的一项就是建设泥河湾博物馆。
从2002年开始，泥河湾博物馆的建设计划就牵动了无数人的心，省市县各级领导和有关专家学者多次亲临遗址现场，为博物馆的筹建工作进行考察。张家口市委书记、市长等领导多次亲临泥河湾实地考察，主持召开现场办公会就博物馆建设进行专题研究。阳原县委、县政府多次召开专题会议安排部署博物馆建设工作，县领导多次赴省市协调联系。阳原县委宣传部更是把泥河湾的宣传工作摆到重要工作位置，开展了声势浩大的宣传战役，先后在国家、省、市级新闻媒体发表有关稿件800多篇。通过一系列前期工作，确立了泥河湾博物馆筹建工作占位要高、眼光要远，工程要有长远发展远规划，预留发展空间，要把工程建设成能够体现泥河湾文化底蕴、能够提高城市文化品味的标志性建筑的建设指导思想。之后，阳原很快成立了泥河湾博物馆筹建领导小组，开始着手聘请省有关领导和专家为博物馆建设顾问，正式启动了泥河湾博物馆的建设工作。
