Raznorodni predmeti starogrčke civilizacije, otkupljeni, donirani ili slučajno pronađeni mahom na srednjodalmatinskim otocima i u priobalju, popisani su u prvim muzejskim inventarnim knjigama. Prvotno sistematizirani u Antičkom odsjeku, potom u Grčko-ilirskoj zbirci te naposljetku, od godine 1993., u Grčko-helenističkoj zbirci, danas čine fundus od preko 5200 registriranih predmeta. Tako Arheološki muzej u Splitu baštini najstariji i najveći fond predmeta porijeklom iz Dalmacije iz svih faza grčke umjetnosti (arhajskoga, klasičnoga i helenističkog razdoblja), zbog čega ova zbirka ima osobitu vrijednost.
Prvi kustos zbirke, do godine 1972., bio je arheolog i svojedobno ravnatelj Muzeja Mladen Nikolanci, a potom je dr. sc. Branko Kirigin, danas muzejski savjetnik u miru, također nekadašnji ravnatelj, nastavio obogaćivati i voditi zbirku do 2012. g. Višegodišnjim zaštitnim arheološkim iskopavanjima u Visu (antička Issa) otkrivene su i istražene dvije antičke gradske nekropole, na položajima Martvilo i Vlaška njiva, čime je fundus zbirke znatno povećan, pa je 1983. g. Muzej utemeljio Arheološku zbirku Issa, danas izloženu u zgradi Gospine batarije u Visu.
Kiriginovim projektom Jadranski otoci (Adriatic Islands Project) od 1992. do 1997. g. okupljen je multinacionalni istraživački tim znanstvenika koji je rekognosciranjima i istraživanjima otokâ Šolte, Brača, Hvara, Visa, Biševa, Lastova te osobito Palagruže, gdje su sustavno istraživani ostatci svetišta grčkog junaka Diomeda, prikupio golem fundus arheološkog materijala širokog kronološkog okvira.
Veći dio spomenika Grčko-helenističke zbirke čine raznoliki tipovi cjelovito sačuvanih keramičkih vaza i posuda, ponajviše iz helenističkog razdoblja, pronađeni u istraživanju gradske nekropole na položaju Martvilo u Visu (antička Issa). Ostali predmeti potječu iz Staroga Grada na otoku Hvaru (antički Pharos), Solina (antička Salona), Stobreča (antički Epetion), Vida kod Metkovića (antička Narona), Budve (antička Buthoe), Karina (antički Corinium), Kaštel Sućurca, Mutograsa, s otoka Brača, itd.
U muzejskom lapidariju i stalnom postavu posjetitelji mogu vidjeti više od 90 kamenih, keramičkih, metalnih i staklenih predmeta, datiranih od 6. do 1. st. pr. Kr.
U lapidariju se nalaze kameni javni natpisi i arhitektonski ulomci: nadgrobni spomenici pronađeni na jugozapadnoj nekropoli antičke Ise, javni natpis – reskript odluke Gaja Julija Cezara iz Salone, posvetni natpis sa spomenom hijeromnamona i svećenice iz Kaštel Sućurca, postolje kultne posude iz Ise, nadvratnik hrama iz Salone te mramorna oplata hrama ili mauzoleja iz Ise. U atriju Muzeja izložen je mramorni reljef s prikazom plesačica iz Narone. U velikoj dvorani zbirka je koncipirana kronološki i topografski te je izložena u tri vitrine. U prvoj vitrini izloženi su predmeti iz arhajskoga i klasičnog razdoblja te iz Farosa. U drugoj i trećoj vitrini izloženi su predmeti iz Ise te ostalih većinom srednjodalmatinskih lokaliteta. Izložene su oslikane i ukrašene keramičke vaze (crnofiguralna i crvenofiguralna keramika, importirana i lokalna Gnathia keramika, kasnohelenistička keramika), terakotne statue, stucco skulpture, zlatni nakit, stakleni unguentariji, amfore i nadgrobni spomenik posvećen junaku Kaliji, ujedno i najstariji grčki natpis u stihovima pronađen u Hrvatskoj.
Spomenici iz Grčko-helenističke zbirke potvrđuju različite aspekte političkog, ekonomskog, socijalnog i religijskog života grčkih doseljenika u Dalmaciji te istodobno njihovu prilagodbu i njihov utjecaj na lokalne prilike. Uz popratne fotografije, karte i tumačenja posjetiteljima se daje uvid u širenje grčke civilizacije na istočnoj obali Jadrana, s naglaskom na osnutak i život u grčkim naseobinama Isi i Farosu.