Galeria Sztuki Starożytnej znajduje się w przyziemiu Starego Gmachu Muzeum. W zaciemnionym pomieszczeniu znajdują się liczne zabytki archeologiczne będące bezpośrednimi światkami wydarzeń sprzed tysięcy lat.
Wchodząc do galerii, pierwszymi obiektami napotkanymi przez widza są popiersia Brutusa i Juliusza Cezara – jednych z najbardziej ikonicznych postaci świata starożytnego. Otwierają one niewielką kolekcję nowożytnych kopii rzeźb antycznych, do których zalicza się również m. in. Dionizos z Pompejów, popiersie tak zwanej Safony, czy Afrodyta w kąpieli.

Najbardziej charakterystycznym, centralnym punktem Galerii jest kolekcja popiersi rzymskich cesarzy i cesarzowych z I i II w. Znajdują się wśród nich biusty m.in. Marka Aureliusza, Hadriana, a także Plotyny – żony Trajana. Jest to kolekcja unikalna w skali kraju.

Po prawej stronie od pocztu popiersi cesarskich umieszczone zostały artefakty z greckiego kręgu kulturowego. Chronologicznie kolekcja ta rozpoczyna się od fragmentów naczyń kultury minojskiej – tajemniczej cywilizacji miejskiej z epoki brązu. Na szczególną uwagę zasługuje z pewnością urna twarzowa pochodząca z Troi, a także kolekcja waz greckich reprezentująca malarstwo czarno i czerwonofigurowe. Cennym zabytkiem tej części ekspozycji jest wykuty w marmurze dekret z Tazos datowany na III w. przed Chr. Zbiory greckiego malarstwa wazowego są częścią dawnej kolekcji Izabelli Czartoryskiej eksponowanej przed II wojną światową na zamku w Gołuchowie.

W galerii znajduje się też niewielka kolekcja zabytków z Etrurii m.in. urna z III – II w. przed Chr. i ceramika bucchero nero o czarnej, lśniącej powierzchni.

Kultura materialna starożytnego Rzymu reprezentowana jest w galerii przez (oprócz wspomnianych wyżej popiersi), przez zróżnicowany zbiór składający się m.in. z bursztynowych paciorków (bursztyn był niezwykle ceniony przez Rzymian), naczynia wykonane z brązu, szkła, biżuterię i elementy architektoniczne. Całość uzupełniona jest przez pokaźną kolekcję numizmatyczną.

Po lewej stronie galerii znajdą się zbiory egipskie, w tym najstarszy obiekt w Muzeum Narodowym w Poznaniu – niewielka miseczka z predynastycznej kultury Nagada. Wśród artefaktów egipskich nie brakuje również mumii zwierzęcych sokoła i krokodyla. Zostały wykonane  prawdopodobnie w celach ofiarnych. Na uwagę zasługuje również mahoniowy sarkofag męski z okresu późnego. Wśród zabytków związanych z kulturą funeralną starożytnego Egiptu w galerii można zobaczyć również kartonaże, maski grobowe, a także kolekcję figurek grobowych uszebti. Figurki te miały stawić się na wezwanie zmarłego w zaświatach do pracy na roli. Chronologicznie zabytki Egipskie zamykają tkaniny koptyjskie. Panoramę kultur śródziemnomorskich uzupełniają obiekty z Palestyny i Kartaginy.

Cechą wyróżniającą Galerię Sztuki Starożytnej jest jej różnorodność. Szeroka chronologia, mnogość materiałów i technik wytwórczych pozwalają widzowi do pewnego stopnia zapoznać się z panoramą kultur starożytnych skupionych w basenie Morza Śródziemnego.