Im Jahr 1933 wurde mit einer der letzten Entscheidungen des demokratisch legitimierten Senats der Direktor des Focke-Museums Ernst Grohne zum Denkmalpfleger für Bremen ernannt. Nachdem er 1953 in den Ruhestand trat, wurde 1954 mit Karl Heinz Brandt erstmals ein ausgebildeter Archäologe als Abteilungsleiter für die dortige ur- und frühgeschichtliche Sammlung berufen.
Als erster offizieller Landesarchäologe verantwortete Karl Heinz Brandt ab 1974 die Ausgrabungen im Bremer Dom, die großes Aufsehen und eine überregionale Aufmerksamkeit erregten.
Nach einer dreijährigen Vakanz, die von Diskussionen über eine mögliche Abschaffung der Dienststelle bestimmt waren, folgte ihm 1991 Manfred Rech nach. Unter ihm veränderte sich die Arbeit der Dienststelle, es wurde im Altstadtbereich mehr Mittelalter und frühe Neuzeit ausgegraben, ohne die klassische Vorgeschichte im Zweistädteland zu vernachlässigen.
Unter der aktuellen Leiterin Uta Halle (seit 2008) erfolgte im Jahr 2011 der Umzug in moderne Räumlichkeiten, die offizielle Umbenennung in Landesarchäologie und eine zusätzliche Schwerpunktsetzung in Richtung neuzeitlicher Archäologe.
