A múzeum legrégibb gyűjteményének létrehozása a múzeumalapító Rómer Flóris nevéhez köthető. Négy teremben helyeztük el a régészeti anyagot a neolitikumtól az Árpádok koráig terjedő időszakból. Az őskori leletek közül kiemelkedő jelentőségűek a nagybaráti halomsírok kora vaskori anyaga és a Ménfőcsanak határában feltárt kelta temető sírjaiból előkerült unikális fegyverleletek, kerámiák, ékszerek.

A második teremben a római kor emlékeit a területen lévő két legfontosabb település: Arrabona (Győr) katonai tábora és Mursella (Árpás) municipiumi rangú város leletei képviselik. A népvándorlás korából többek között a pannonhalmi hunkori fejedelmi leletet és az avar kor számos településének és temetőjének hagyatékát mutatja be a tárlat.

Az emeleti első teremben a honfoglalás és középkor emlékeivel ismerkedhet meg a látogató. Az Árpád-kori győri ispáni vár és püspökség jelentősége a középkor folyamán mindvégig megmaradt, ezt érzékelteti a történeti kiállítás folyosón folytatódó része.