La sección prehistórica y protohistórica del museo ilustra la evolución del asentamiento humano desde los primeros poblados esparcidos por el territorio hasta la fundación del primer núcleo habitado en la Edad del Hierro. Entre las piezas más valiosas se encuentra la Falera de plata, repujada, de mediados del siglo I a.C., utilizada en los arreos de los caballos para cubrir los cruces de los arneses. Está adornado en la banda con cabezas humanas estilizadas.

Entre el rico mobiliario escultórico de la basílica de San Salvatore, destacan por su refinamiento y precisión dos losas trapezoidales de mármol de Proconnesia, que representan dos pavos reales. Si bien una losa nos ha llegado intacta, solo se poseen unos pocos fragmentos de la otra. La obra es rica en valores simbólicos, según una iconografía recurrente en la Alta Edad Media y de origen paleocristiano, que atribuye al pavo real el significado alegórico de la resurrección e inmortalidad del alma. Las vides que las rodean son tradicionalmente reconducidas al símbolo de la Pasión de Cristo. Los estudiosos creen que las dos losas sirvieron como parapeto de las escaleras de acceso a un ambón, ubicado en el interior de la iglesia, que era apto para leer textos sagrados y recitar homilías.

Conservada en la sala inferior de Santa Maria in Solario, la Lipsanoteca formaba parte del llamado Tesoro de Santa Giulia, una colección de raros objetos litúrgicos que datan de los orígenes del monasterio. Se trata de un cofre de marfil, de forma rectangular, que debía servir como caja protectora de reliquias, como se desprende de la etimología del nombre, de origen griego, formado por leipsanon, que significa reliquia, y théke, o recipiente. Fue realizado por un taller del norte de Italia, probablemente milanés, en la segunda mitad del siglo IV, bajo el episcopado de Sant'Ambrogio. La riqueza del material, el alto nivel de ejecución y la preciosidad de la decoración determinan la importancia y rareza de este artefacto.

Entre las piezas más valiosas de la sección romana del museo destacan una serie de retratos imperiales en bronce, hallados en 1826 en las ruinas del Capitolio.

El monasterio de San Salvatore - Santa Giulia se construyó sobre los restos de una zona residencial de la época romana, ahora parcialmente incorporada en las rutas de visita del museo con la domus dell'Ortaglia (la domus de Dionisio y la domus de las fuentes) . El triclinio (comedor) de la domus de Dionisos fue la estancia más rica en frescos y es famoso por el estado de conservación de su suelo de mosaico, con la imagen del dios bebiendo una pantera en el centro.

Bajo el firmamento estrellado de Ferramola, en la sala superior del oratorio de Santa Maria in Solario, brilla la Cruz de Desiderio, obra maestra de la orfebrería carolingia que data del siglo IX d.C. La Cruz, que tuvo funciones devocionales y procesionales, representa uno de los ejemplares litúrgicos más raros que han llegado hasta nosotros tanto por su considerable tamaño como por la gran cantidad de piedras preciosas, 212 en total, simétricamente esparcidas sobre la estructura portante de madera, cubierta con una lámina de metal, con los brazos dilatados en los extremos. Obra de alta orfebrería, la Cruz debía representar no sólo la plenitud de la devoción cristiana a Cristo Salvador, sino también el papel de las dinastías gobernantes, en un juego continuo de referencias cruzadas entre el poder imperial de herencia romana y el anhelo religioso, sobrenatural. gloria y símbolos seculares. La misma elección de adornar la Cruz con piedras preciosas, como se hizo con la corona imperial, representa una clara referencia al valor y poder de la Iglesia, no segundo al del César.