El área de investigación es un espacio interdisciplinario que tiene por objetivo generar y difundir conocimientos sobre los patrimonios presentes en la región de O’Higgins. Bajo esta premisa, se han desarrollados diversos estudios que han puesto en valor las diversas colecciones que custodia el museo, y a la vez, han enriquecido el contenido de las exhibiciones permanentes y temporales.
Estas investigaciones se han efectuado con recursos del Fondo de Apoyo a la Investigación Patrimonial (FAIP) de la Dirección de Bibliotecas Archivos y Museos; otras financiadas por Fondo Nacional de Desarrollo Cultural y las Artes (FONDART), o fueron resultado de prácticas profesionales y memorias de títulos.
En las últimas décadas, se han desarrollado las siguientes investigaciones:
Investigaciones vinculadas a la Arqueología.
- 2008. Adornos y bienes de prestigio en la zona centro sur de Chile: desde el Arcaico a la República. Proyecto Fondart a cargo de Mario Henríquez U.
- 2009. Esfuerzo físico y actividad laboral en los grupos araicos y alfareros tempranos de Chile Central. Los casos de Santa Amelia de Almahue y Tutuquen. Proyecto FAIP-DIBAM dirigido por Mario Henríquez U.
- 2010. Patología vertebral en poblaciones arcaicas y alfareras tempranas de Chile central y centro sur. Proyecto FAIP-DIBAM a cargo de Mario Henríquez U.
- 2011. Puesta en valor del molino de Santa Amelia, Región de O’Higgins, comuna de Pichidegua. Proyecto FONDART desarrollado por Mario Henríquez U.
- 2012. Los objetos de vidrio y cerámica como indicadores sociales en la cuenca del Cachapoal: desde la Colonia a la época repúblicana. Proyecto FONDART desarrollado por Mario Henríquez, Verónica Reyes, Virginia Popovic e Ignacio Álamos.
- 2013. Una aproximación a la demografía y salud del bajo pueblo en Santiago del 1800: el caso del cementerio La Pampilla. Proyecto FAIP-DIBAM desarrollado por Mario Henríquez U., Claudia Prado B. y Alfredo Gómez A.
- 2014. Una aproximación a la dieta, salud dental y filiación de la población popular inhumada en el campo santo del hospital San Juan de Dios de Santiago (La Pampilla, siglo XIX). Proyecto FAIP-DIBAM a cargo de Mario Henríquez U.
- 2014. Segunda lectura arqueológica del Molino de Santa Amelia de Almahue. Proyecto FONDART desarrollado por Mario Henríquez, Marta Crespo, Andrián Mera, Mónica Moreno y Julio Sanhueza.
- 2015. Estudio comparativo de utensilios de cerámica y vidrio de procedencia colonial y republicana. Proyecto FONDART desarrollado por Mario Henríquez U.
- 2016. Contexto sociocultural de las botellas de gres de Coinco. Proyecto FONDART realizado por Mario Henríquez, Gía Lazzari y Patricio Díaz.
Investigaciones sobre Ciencias Sociales.
- 2009: Investigación sobre la presencia africana en las tradiciones religiosas y sociales de la región de O'Higgins. Proyecto FAIP-DIBAM desarrollado por Carmen del Río y Marcelo Vidal.
- 2010: Fe y Memoria. Religiosidad Popular en la región de O'Higgins. Proyecto FONDART desarrollado por Francisco Mora Córdova.
- 2011: Las desconocidas huellas de los fotógrafos en la región de O´Higgins (1890-1960). Proyecto FAIP-Dibam desarrollado por Francisco Mora y Hernán Mardones.
- 2018: Género, roles y espacios. ¿Cuánto pasado tiene el presente? Proyecto financiado por la Unidad de Patrimonio y Género - SERPAT, desarrollado por Karla Rabi Contreras.
- 2022. Apellidos y linajes Mapuches en la región de O'Higgins. Proyecto FAIP-SERPAT desarrollado por Francisco Mora Córdova, Pablo Ramírez Martínez y Patricio Díaz González.
