ในช่วงการก่อสร้างสถานี ผู้รับเหมาก่อสร้างตามสัญญาที่ 2 (โครงสร้างใต้ดินช่วงสนามไชย - ท่าพระ) คือ บริษัท ช.การช่าง จำกัด (มหาชน) ได้มีการขุดเจอวัตถุโบราณระหว่างการก่อสร้างกำแพงกันดิน (Retaining Wall) ในชั้นดินเป็นจำนวนมาก อาทิ ตุ๊กตาดินเผา ถ้วย ชาม กระเบื้องดินเผา สมัยพุทธศตวรรษที่ 24–25 ทั้งภาษาไทยและภาษาจีน ปืนโลหะ ความยาว 14.5 ซม. สลักวลีว่า MEMENTO MORI ซึ่งมีความหมายว่า Remember you will die นอกจากนั้นยังพบเหรียญโลหะสมัยรัชกาลที่ 4-5 เช่น เหรียญโลหะวงกลม มีตราจักร มูลค่า 1 สตางค์ เหรียญโลหะวงกลม พิมพ์อักษรสยามรัฐ มูลค่า 1 สตางค์ เหรียญโลหะ มีตรามหามงกุฎ อีกด้านพิมพ์ลายจักรภายในมีช้าง เป็นต้น ยังขุดพบ คลองราก หรือฐานรากโครงสร้างพระราชวังโบราณ ทำให้ทราบวิธีการก่อสร้างพระราชวังโบราณ[3] การรถไฟฟ้าขนส่งมวลชนแห่งประเทศไทยและผู้รับเหมาจึงได้ดำเนินการส่งมอบวัตถุโบราณให้กรมศิลปากร และมิวเซียมสยาม นำไปเก็บรักษาและสืบหาที่มาของวัตถุ พร้อมทั้งปรับแบบของสถานีสนามไชยให้มีพื้นที่จัดแสดงวัตถุโบราณหรือไซต์มิวเซี่ยมก่อนลงไปยังพื้นที่ของสถานี[4] โดยปัจจุบันอยู่ในระหว่างการปรับปรุงและตกแต่งพื้นที่บริเวณทางออกที่ 1 เพื่อจัดแสดงเป็นนิทรรศการถาวรภายใต้ชื่อ ไซต์มิวเซี่ยม โดย รฟม. ได้มอบพื้นที่ให้มิวเซียมสยามเข้ามาตกแต่งและดูแลรักษาพื้นที่แห่งนี้