L'anglo-fiorentino Frederick Stibbert iniziò, alla fine degli anni Sessanta dell'Ottocento, una radicale ristrutturazione della villa sul colle di Montughi, appartenuta alla famiglia Davanzati e acquistata dalla madre. I lavori di restauro si protrassero per diversi anni e furono commissionati a vari artisti, fra i quali emerge la figura dell'architetto Giuseppe Poggi. Parallelamente alla ristrutturazione della casa originaria che inglobò anche edifici limitrofi, fu operato un completo rinnovamento del giardino, trasformato in un tipico giardino all'inglese.

Uomo di raffinata cultura, collezionista appassionato e finanziere internazionale, lo Stibbert creò, in quasi cinquanta anni di instancabile ricerca, una suggestiva collezione di armeria e arti applicate. Alla sua morte, la villa, il giardino e le ricche raccolte passarono al Comune di Firenze che, nel 1908, le istituì in un museo pubblico.

Raro esempio di casa-museo ottocentesca, l'originale allestimento presenta una quadreria, una collezione di ceramiche e porcellane, armi antiche europee, islamiche e giapponesi, costumi, mobilio, arazzi, bronzetti e medaglie: documenta così sia l'evoluzione delle tecniche e le sperimentazioni adottate nella produzione delle arti applicate, sia lo sviluppo tecnologico dell'arte militare in diverse aree geografiche. Ogni ambiente evoca in maniera suggestiva l'atmosfera del passato e dei luoghi di provenienza del materiale esposto. Particolarmente spettacolare è la Sala della Cavalcata, nella quale si ammirano dodici manichini di cavalieri europei e islamici a grandezza naturale con armature del periodo 1510-1630.