Expoziţia de preistorie conţine o serie de repere arheologice care ilustrează dezvoltarea şi răspândirea epocilor pietrei, bronzului şi fierului pe teritoriul României, dar şi integrarea tipologică a acestora în ariile culturale europene. Printre atracţii, menţionăm idolul neolitic de la Reşca (jud. Olt), şi placa votivă din bronz, „Cavalerului trac”, descoperită în cetatea dacică de la Polovragi (sec. I î.Hr).