Expoziţia Istorie Străveche (Pavilionul „A”, subsol), reorganizată după o concepţie nouă şi redeschisă publicului larg în decembrie 2005, 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 atracţiile acestor vremuri îndepărtate, se numără mai mulţi idoli antropomorfi neolitici, în special idolul neolitic de la Reşca (jud. Olt), de asemenea placa votivă din bronz, descoperită în cetatea dacică de la Polovragi (sec. I î.Hr), cea mai veche reprezentare a motivului Cavalerului trac descoperită pe teritoriul Romaniei, precum şi statuetele elenistice tip „Tanagra” descoperite la Callatis (Mangalia).