La Fondazione Dino ed Ernesta Santarelli, che prende le mosse dall'associazione culturale Milarium costituita nel 1999, è stata istituita nel 2004 per volontà di Paola Santarelli e di Ernesta Santarelli D’Orazio in ricordo di Dino Santarelli; la denominazione è stata estesa nel 2008 in ricordo di entrambi i genitori.

È una organizzazione non lucrativa di utilità sociale: nata con la finalità di favorire, sostenere e promuovere la ricerca e la divulgazione della storia dell’arte e la storia di Roma in Italia e all’estero, con particolare riferimento alla scultura lapidea, ai marmi colorati della Roma imperiale e alla glittica. Negli ultimi anni l’attenzione artistica della Fondazione è stata ampliata alla pittura su pietra. La Fondazione promuove mostre, ricerche, seminari e borse di studio, edizioni di libri d’arte. Inoltre ha acquisito e conserva parte della collezione di sculture di Federico Zeri e ne promuove gli studi.
Il nucleo iniziale della raccolta, iniziato e portato avanti dal ramo femminile della famiglia Santarelli, è stato considerevolmente incrementato negli ultimi decenni tramite acquisizioni mirate che hanno permesso di costituire una numerosa collezione di opere scultoree che vanno dall’epoca tolemaica a Canova e Thorvaldsen. Oltre alla scultura, la collezione comprende una numerosa raccolta di circa seicento opere di glittica che rappresentano la storia tecnica e artistica della disciplina dall’età mesopotamica fino al XIX secolo. La raccolta di gemme, sigilli e cammei è stata esposta per dieci anni nelle stesse sale dei Musei Capitolini dove tuttora è presente l’esposizione I Colori dell'Antico ai Musei Capitolini. Nel campo della scultura la collezione Santarelli spicca nel panorama internazionale per l’attenzione posta sul tema dei marmi colorati importati a Roma in età imperiale. Acquisendo interi nuclei già riuniti e reperti sul mercato antiquario italiano ed estero, il risultato è un complesso di frammenti architettonici e campionari che ne fanno probabilmente la raccolta privata più ricca e importante a livello mondiale. La scelta collezionistica adoperata vuole mettere in risalto un tema fondamentale per la storia di Roma e la sua stratificazione artistica.

L'interesse per Roma e la sua storia ha portato la Fondazione Santarelli ad occuparsi di contestualizzare l'arte del passato nel presente, lavorando a livello multidisciplinare con diverse istituzioni italiane e internazionali.
Nel 2016 è iniziata la stretta collaborazione tra la Fondazione Santarelli e Flat Time House (FTHo), casa-studio di John Latham (1921-2006) riconosciuto come uno dei più significativi e influenti artisti concettuali britannici del dopoguerra. Dopo aver rischiato la chiusura, il futuro di a FTHo è stato garantito grazie all'intervento della Fondazione, consentendo all'organizzazione di continuare a operare in modo indipendente nell'originale casa-studio di Latham a Peckham.
Dal 2018 la Fondazione Santarelli promuove il progetto indipendente Villa Lontana, interessato allo sviluppo di pratiche artistiche antiche e contemporanee attraverso la realizzazione di mostre, pubblicazioni, rassegne cinematografiche e progetti sonori.