Trong đó có những hiện vật như rìu tay bằng đá di chỉ Núi Đọ (Thanh Hóa), thuộc thời đại Đá cũ; Những công cụ đá điển hình của văn hóa Hòa Bình (công cụ hình đĩa, rìu ngắn, công cụ 1/4 cuội tìm thấy tại hang Muối - Hòa Bình năm 1965); Phác vật rìu di chỉ Núi Voi (Đông Sơn - Thanh Hóa) sưu tầm năm 1965; Công cụ chặt di chỉ Gò Rừng Sậu (Sơn Vi - Phú Thọ) khai quật năm 1969.

Đặc biệt, phần trưng bày này cũng giới thiệu những hình ảnh về cuộc khai quật tại Hang Hùm (Yên Bái) năm 1964. Đây là cuộc khai quật lớn đánh dấu mốc đầu tiên trong quan hệ hợp tác nghiên cứu Khảo cổ học giữa Việt Nam và CHDC Đức. Tại Hang Hùm các chuyên gia khảo cổ học người Đức và Viện khảo cổ học Việt Nam đã tìm thấy những dấu vết, những hiện vật thuộc hậu kỳ đồ đá cũ - văn hóa Sơn Vi.

Điểm nhấn của trưng bày lần này là chuyên đề "Khảo cổ học lịch sử” sẽ đưa người xem trải nghiệm một hành trình lịch sử từ các báu vật khảo cổ học Việt Nam 10 thế kỷ đầu Công nguyên đến các báu vật khảo cổ học thời kỳ phong kiến Việt Nam. Trong đó, với báu vật khảo cổ học Việt Nam 10 thế kỷ đầu Công nguyên là các hiện vật được tìm thấy trong những ngôi mộ gạch thế kỷ 1 - 3, những chứng tích của các cuộc nổi dậy chống phong kiến phương Bắc.

Với hơn trên 300 hiện vật đặc sắc, đây là lần đầu tiên một trưng bày có quy mô lớn, số lượng hiện vật nhiều nhất được tuyển lựa từ các bảo tàng trải dài từ miền Bắc đến miền Nam Việt Nam.

Đây cũng là minh chứng cho hơn một thế kỷ hình thành và phát triển, khảo cổ học Việt Nam với những thành tựu to lớn, từ những phát hiện nhỏ lẻ về các nền văn hóa sơ kỳ đá mới như Hòa Bình, Bắc Sơn… và bước đầu nghiên cứu các nền văn hóa thời kim khí như: Đông Sơn, Sa Huỳnh, Óc Eo của các học giả phương Tây.