Prezentowana wystawa archeologiczna jest podsumowaniem dotychczasowych prac nad badaniami regionu radomszczańskiego.

Najstarsze zgromadzone zabytki pochodzą z epoki kamienia, kiedy ludzie posługiwali się prymitywnymi narzędziami kamiennymi i krzemiennymi; zajmowali się myślistwem i rybołówstwem. Często zmieniali miejsce pobytu, podążając za migrującą zwierzyną i pozostawiając po sobie jedynie ślady niedużych obozowisk. Paleolit – najstarszy okres epoki kamienia reprezentują różnego rodzaju narzędzia krzemienne i kamienne, które służyły do zdobywania pożywienia i obrony, pochodzące z Gojścia nad Wartą, Rzejowic, Koloni Krery Pieniek Krzywańskich.

Wśród narzędzi tych są m.in. rdzenie krzemienne, skrobacze, drapacze, rylce i groty oszczepów. Pracownie krzemieniarskie odkryto nad Wartą, w okolicach Trzebcy, Gojścia i Patrzykowa.

W okresie mezolitu dominują narzędzia mikrolityczne, m.in. tylczaki, grociki strzał i oszczepów znalezione w Holendrach, Piaszczycach, Antoniowie, Bloku Dobryszyckim i Zakrzówku. Niewielkie rozmiary narzędzi to wynik coraz lepszej znajomości techniki obróbki krzemienia.

W neolicie na ziemie polskie zaczęły przybywać pierwsze ludy rolnicze, które prowadziły osiadły tryb życia, hodowały zwierzęta, wytwarzały naczynia gliniane. Na wystawie znajdują się zabytki z kultury pucharów lejkowatych (Brodowe, Niedośpielin, Zagórz), ceramiki sznurowej (Pratkowice nad Pilicą, Czechowice, Wola Kotkowska, Piaszczyce, Antoniów), ceramiki grzebykowo-dołkowej (Krzętów, Patrzyków, Góry Mokre, Blok Dobryszycki) i ceramiki wstęgowo-rytej. Wśród zabytków dominują fragmenty naczyń, w tym zdobione odciskiem sznura kamienne toporki i krzemienne siekierki.

Ciekawym zabytkiem, pochodzącym z epoki kamienia, jest cios mamuta z kopalni odkrywkowej węgla brunatnego w Bełchatowie.

Epokę brązu, trwającą od około 1800 lat p.n.e. do 650 lat p.n.e., reprezentują zabytki w większości należące do kultury łużyckiej. Ludność tej kultury prowadziła osiadły tryb życia, używała narzędzi i ozdób wykonanych z brązu. Pozostawiła po sobie liczne osady i rozległe cmentarzyska. Dwa z nich odkryto w Pratkowicach i Strzelcach Wielkich. Obrzęd pogrzebowy polegał na paleniu zmarłych na stosie, a szczątki wsypywano do jam w ziemi lub naczyń glinianych – popielnic. Często wyposażano groby w przystawki grobowe (małe naczynia gliniane), oraz ozdoby z brązu. Na cmentarzysku w Pratkowicach znaleziono brązowe brzytwy, naszyjnik, bransoletę, szpilę i kółka. Ze stanowiska w Pajęcznie pochodzą miniaturowe przystawki grobowe, gliniany talerz, paciorki kościane i naszyjnik z drutu brązowego. Zabytki z epoki brązu znaleziono również w okolicach Ładzic i Stróży. Oprócz kultury łużyckiej w Muzeum znalazły się zabytki z kultury trzcinieckiej, unietyckiej i mierzanowickiej. Na wystawie zrekonstruowano jeden z typowych grobów popielnicowych.

W epoce żelaza ludność kultury łużyckiej nękana była licznymi najazdami i walkami międzyplemiennymi, co zmusiło ją do budowy grodów obronnych. W tym okresie rozwinęła się kultura pomorska i kultura grobów podkloszowych. Z Dobryszyc pochodzi pochówek skrzyniowy, popielnicowy. Ważnym stanowiskiem z epoki żelaza jest cmentarzysko popielnicowe w Raczkowicach, które reprezentuje kulturę przeworską i okres wpływów rzymskich. Wśród tamtejszych pochówków odkryto liczne przedmioty żelazne: zapinki, okucia kufra, sprzączki, umba (okucia tarczy), groty oszczepów, rytualnie zgięty miecz i grot włóczni. Znaleziono również grzebień kościany, przęśliki gliniane, szklane paciorki, brązowe fibule, naczynia zdeformowane w ogniu. Odnaleziono także fragmenty naczynia „terra sigillata”, które świadczy o kontaktach ludności kultury przeworskiej z prowincjami rzymskimi. W średniowieczu zmienia się obrządek pogrzebowy z ciałopalnego na szkieletowy. Na cmentarzysku wczesnośredniowiecznym w Silniczce odkryto miecz żelazny, hełm, groty włóczni i strzał, kolie paciorków, brązowe kabłączki skroniowe i fragmenty żelaznych obręczy drewnianego wiadra.