Žmonių osteologinės kolekcijos ištakos gali būti siejamos su pirmojo viešojo muziejaus – Vilniaus Senienų muziejaus – Lietuvoje įsteigimu. Įkurtas 1855 m. Vilniaus archeologinės komisijos ir grafo Eustachijaus Tiškevičiaus iniciatyva, Senienų muziejus sukaupė įspūdingą 67 000 radinių ir istorinių vertybių kolekciją, kuri romantizavo buvusios Lietuvos Didžiosios Kunigaikštytės laikus. Senienų muziejaus veikla nutrūko po nesėkmingo 1863 m. sukilimo. Tuo metu caras Aleksandras II, suintensyvėjus rusifikavimo politikai, liepė reorganizuoti muziejų; dalis vertingų eksponatų buvo išvežta į Sankt Peterburgą ar N. Rumiancevo muziejų Maskvoje, likę radiniai bei vertybės buvo išsklaidytos. Tik nedidelė Senienų muziejaus eksponatų dalis išliko ir yra saugoma dabartiniame Lietuvos nacionaliniame muziejuje.
I pasaulinio karo suirutė įnešė dar daugiau maišaties – 1915 metais rusų „didžiojo atsitraukimo“ metu į Maskvą išvežta ir muziejaus kolekcinių vertybių inventorizacinė knyga. Kolekcijos likučius ėmėsi gelbėti lenkų antropologas ir gydytojas Julijonas Talko-Grincevičius (Julian Talko-Hryncewicz, 1850-1936). 1920 metais tuometiniame Stepono Batoro universitete įsteigiama Antropologijos ir priešistorės katedra, į kurią pateko apie 300 kaukolių iš skirtingų kasinėjimų, vykdytų Baltarusijos ir Lenkijos teritorijose, ir archeologiniai radiniai iš buvusio Senienų muziejaus.
Naujai kuriama kolekcija buvo įkurdinta Masalskių rūmuose. Tačiau dėl netinkamų sąlygų – nešildomų bei nuolatos užpilamų patalpų – ir blogėjančios karinės situacijos Vilniaus mieste, visas turtas buvo perkeltas į saugesnes erdves prie Aušros vartų. J. T. Grincevičiaus nuopelnas yra ne tik išsaugota dalis vertingų muziejaus radinių, bet ir vykdyti svarbūs antropologiniai tyrimai, pavyzdžiui, tirtos II-IV a. kaukolės iš Šiaulių ir Kauno apylinkių, bei ypatingo tyrėjo dėmesio susilaukusios po mirties trepanuotos kaukolės, rastos šalia Gedimino kalno. J. T. Grincevičiaus domėjimasis kraniologiniais tyrimais nulėmė ir selektyvų kolekcijos formavimo pobūdį – buvo kaupiamos tik gerai išlikusios kaukolės.
1920 metais J. T. Grincevičiui palikus Vilnių, naujuoju Antropologijos ir priešistorės katedros vedėju tapo Michalas Reicheris (Michal Reicher, 1888-1973). Jo iniciatyva, 1934 m. M. K. Čiurlionio g. 21, šalia įsikūrusio Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto iškilo naujas Anatomikumo priestatas. Netrukus į jį perkeliama visa išlikusi antropologinė kolekcija. Čia ji kaupiama ir saugoma iki šių dienų.
XX a. 3-me ir 4-me dešimtmetyje besiplečiant Vilniaus miestui, dėl gausėjančių statybų, daugėjo archeologinių tyrimų, kuriuose aktyviai dalyvavo ir Stepono Batoro universiteto anatomai. Toks bendradarbiavimas lėmė spartesnį osteologinės kolekcijos augimą. Didžioji dalis tarpukariu sukauptų kaukolių iš tokių Vilniaus vietų, kaip J. Jasinskio, Z. Sierakausko, Pranciškonų, Turgaus, Šv. Onos gatvių, Gedimino kalno išliko iki mūsų dienų ir sudaro istorinę kaukolių kolekcijos dalį.
II pasaulinio karo pradžioje, reorganizavus Stepono Batoro universitetą, dalis Anatomijos katedros vertybių buvo išvežta į Lenkiją arba perkelta į Kauną. Nors nėra tiksliai žinoma, kaip karo suirutė paveikė osteologinę kolekciją, visgi, sprendžiant pagal išlikusias inventoriaus knygas ir kaukolių skaičių, didžiąją kolekcijos dalį pavyko išsaugoti. Atkūrus Vilniaus universitetą, kolekcija vėl ėmė priklausyti Medicinos fakulteto, Anatomijos katedrai.
Kolekcijos išsaugojimas tapo nemenku iššūkiu Sovietmečio okupacijos pradžioje. Sovietinės valdžios nurodymu, kaukolių kolekcijos, kaip „rasistinės“, turėjo būti atsisakyta. Nuo sunaikinimo ją tuomet išgelbėjo Anatomijos katedros vedėjas prof. Salezijus Pavilonis, liepęs uždangstyti kaukolių spintas evoliucijos plakatais.
Naujas antropologinių tyrimų etapas prasidėjo XX a. 7-me dešimtmetyje. Paskatintas prof. S. Pavilonio, antropologas Gintautas Jurgis Česnys ėmėsi osteologinės kolekcijos atnaujinimo. Prof. G. J. Česnio dėka į Medicinos fakultetą buvo grąžinta po įvairias institucijas ir muziejus išsibarsčiusi kolekcijos dalis, o glaudus jo bendradarbiavimas su archeologais ženkliai papildė kolekciją nauja osteologine medžiaga – imtos kaupti ne tik kaukolės, bet ir ilgieji kaulai. Prof. G. J. Česnio susidomėjimas antropologija tapo pagrindu pirmųjų išsamių studijų apie Lietuvos paleopopuliacijų morfologinius, demografinius, sveikatos rodiklius. Tuo laikotarpiu populiarūs „etnogenetiniai“ tyrimai, siekis atrasti „lietuviškojo“ antropologinio tipo ištakas skatino ne tik mokslininkų, bet ir plačiosios visuomenės domėjimąsi senųjų Lietuvos gyventojų istorija.
9 dešimtmečio pabaigoje prof. G. Česnys kartu su Rimantu Jankausku nusprendžia pradėti kaupti visus žmogaus skeleto kaulus. Taip kolekcija pasipildo pirmaisiais 1152 gerai išlikusiais skeletais iš XIV-XVII a. Alytaus kapinyno. Šis sprendimas žymi naujo osteologinės kolekcijos etapo pradžią.
Sovietų Sąjungos žlugimas ir atsivėrusios galimybės susipažinti su pažangiais moksliniais metodais bei naujausiais antropologiniais tyrimais, o taip pat sistemingas pilnų skeletų kaupimas atvėrė ir naujas osteologinės kolekcijos panaudojimo galimybes. Didelis dėmesys skiriamas paleopatologiniams, demografiniams, genetiniams, stabilių izotopų tyrimams. Šis etapas yra neįsivaizduojamas be didžiulio prof. R. Jankausko indėlio tiek į kolekcijos atnaujinimą, tiek į naujos bioarcheologijos mokslo krypties populiarinimą Lietuvoje.
Dabartinė kolekcija puikiai reprezentuoja ne tik Lietuvos, bet ir Baltijos regioną. Jos vertę įrodo gausėjančios Lietuvos bei užsienio tyrėjų užklausos. Kolekcijos pagrindu yra parašyta ne viena mokslinė disertacija, joje saugoma medžiaga nuolat naudojama įvairiuose nacionaliniuose ir tarptautiniuose moksliniuose projektuose.
