徐州城下城遗址博物馆位于徐州古城历史文脉南北中轴线与主城区坐标原点——彭城广场的交会处，是徐州“十四五”文旅发展规划重点建设的文旅项目。遗址博物馆总建筑面积约3700平方米，采用国内首例37米大跨度无柱式空间设计和清水混凝土施工工艺。博物馆在原考古现场的基础上，以“原址原真”的方式，集中展示了汉代、明代百姓的生活遗迹，包括院落4座、房基14间、路面遗存2处、水井1处、灶台遗存1处等，打造了“置身历史，穿越古今”的厚重场景，是当代人了解徐州历史一个新的重要窗口。在遗址区东部还展示了近千平方米已探明的未考古区域，有待日后边展陈边开发。博物馆通过城下城古城遗址原址原状地发掘与保护，真实再现徐州沧桑建城轨迹。
遗址博物馆建筑采用壳体大跨度无柱设计，壳体缓坡屋面与彭城广场的标高顺接，形成博物馆北端顶部微微翘起的建筑景观，完美表达了将千年古城从广场地面掀起盖头向后人展示的创意。博物馆由门厅、序厅、遗址大厅、考古大厅与下沉广场、水院、草坡半开放空间等功能分区构成，实现步移景异、一眼千年的历史与现代相融景象。
由彭城广场进入城下城遗址博物馆，迎门的序厅正中，“彭城”红底白字的篆刻印章映入眼帘。这两个字来自2021年从文庙街区地下城遗址考古中，在战国至西汉灰坑中发现的陶钵上面刻着的“彭城”二字。穿过序厅，进入馆内，只见一层层泥土揭去，一段段历史醒来：近代、清、明、宋元、唐、南北朝、两汉、西周……深壑高墙、残垣断壁，不断还原着徐州城的历史脉络。
遗址大厅，展示着千余平方米的明代街道、磨台、房基、铁匠铺、豆腐坊，还有砖砌的灶台、汉代的排水渠……石板路北门大街两侧各有一排藤筐构成防水堤坝，为徐州历年地下发掘的首次发现，完整展现了明代平民区的洪水防御工事设施的做法。依据各个时期的徐州城府地图，结合徐州城市地下遗址发掘情况，可以判断出彭城广场一直位于城市中心位置,市井的烟火气千年不变。
在地下12米发掘出保存完好的陶制内壁的汉代古井，距今有2000多年的历史。井口直径1米，井壁光滑细腻，以数节高约30cm的预制陶质井圈套砌而成。完整的汉代水井在徐州地区考古中极为罕见，具有重要的考古价值。
行走在遗址大厅，这里的一砖一瓦，仿佛是穿越千年的接触。这里历史变得有视觉、有触觉，告诉我们几千年的徐州不仅仅是史书上几句话语，而是正在眼前，触手可及。当你站在某个院落的门前，想象自己正透过门缝看进去，就如千百年前，某个被关了禁闭的小公子，在透过这个门缝好奇的看着门外的世界；站在北门大街旁，看着这条狭长的小路，数百年前菜市场的喧闹和早餐铺的香气仿佛正向你扑面而来……