Das Museum für Vor- und Frühgeschichte präsentiert sich im Neuen Museum auf der Museumsinsel. Die Kulturenwicklung Europas und angrenzender Regionen von der Altsteinzeit bis ins Hochmittelalter wird mit einer konzentrierten Auswahl aus dem Gesamtbestand von über 340.000 Objekten dargestellt und in verschiedenen Ausstellungsbereichen mit Kunstwerken aus der Antikensammlung und dem Museum für Byzantinische Kunst sowie numismatischen Zeugnissen aus dem Münzkabinett ergänzt.
Zu den Höhepunkten der Sammlung zählen wertvolle Teile des sogenannten Schatzes des Priamos aus Heinrich Schliemanns Sammlung trojanischer Altertümer und die bedeutenden Zypern-Sammlungen. Aus der Altsteinzeit stammen der berühmte Schädel des Neandertalers von Le Moustier und eine Auswahl von Steingeräten aus der Dordogne. Im Bereich der Jungsteinzeit faszinieren kleine Frauenstatuetten und bemalte Keramiken vom Balkan. Einen glänzenden Anziehungspunkt bilden kostbare Edelmetallobjekte der Bronzezeit, in deren Zentrum der „Berliner Goldhut“ seine geheimnisvolle Symbolik offenbart. Im Saal der Vorrömischen Eisenzeit beeindrucken die Funde aus den slowenischen Ausgrabungen der Herzogin von Mecklenburg, darunter ein Brustpanzer und weitere herausragende Bronzeobjekte. Reiche provinzialrömische Bestände können im historischen Ambiente des Römischen Saales besichtigt werden. Das völkerwanderungszeitliche Prunkschwert aus dem südrussischen Taman, merowingerzeitlicher Schmuck aus der nordfranzösischen Sammlung Boulanger und prächtige baltische Funde vollenden den Rundgang. Stetigen Zuwachs bieten die aktuellen Ausgrabungen im Berliner Stadtzentrum.
Das Museum für Vor- und Frühgeschichte geht auf Altertümer aus den preußischen Provinzen in der Kunstkammer der Hohenzollern zurück. Sie waren ab 1829 als "Museum Vaterländischer Alterthümer" im Schloss Monbijou, das gegenüber dem heutigen Bode-Museum am nördlichen Spreeufer lag, aufgestellt. Forschungsreisen, Ausgrabungen und Schenkungen bereicherten die Sammlung in den folgenden Jahrzehnten enorm. Dabei war der Arzt und Anatom Rudolf Virchow der größte Förderer des Hauses. Sein Verdienst und das der nachfolgenden Generation ist die Ausweitung des Sammelgebietes auf ganz Europa und angrenzende Regionen. Unter anderem ist seiner Vermittlung die im Jahre 1881 erfolgte Schenkung der berühmten Funde aus Heinrich Schliemanns Grabungen in Troja zu verdanken.
Das stetige Anwachsen der Bestände machte mehrfache Umzüge nötig: Als "Sammlung Nordischer Altertümer", später als "Prähistorische Abteilung" waren sie im 1855 eröffneten Neuen Museum zu sehen, ab 1886 im damaligen Bau des Museums für Völkerkunde an der heutigen Stresemannstraße. 1921 schließlich wurden sie im gegenüberliegenden Gropius Bau untergebracht, ab 1931 als eigenständiges "Staatliches Museum für Vor- und Frühgeschichte".
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts zählte die Sammlung mit ihren über 150.000 Objekten von der Altsteinzeit bis zum Mittelalter zu den qualitätvollsten prähistorischen Kollektionen der Welt. Der Zweite Weltkrieg setzte diesem Glanz ein Ende und hatte schmerzliche Verluste zur Folge. Bedeutende Teile der Sammlung, darunter sämtliche Edelmetallfunde, wurden 1945 als Kriegsbeute in die Sowjetunion gebracht. Viele von ihnen werden bis heute in der Eremitage in St. Petersburg, im Puschkin-Museum und im Historischen Museum in Moskau zurückgehalten.
Überdies erfuhr auch das Museum für Vor- und Frühgeschichte mit der Spaltung Berlins eine Teilung. 1960 wurde eine ständige Ausstellung der in West-Berlin befindlichen Bestände im Langhansbau des Schlosses Charlottenburg eingerichtet. Zahlreiche Sonderausstellungen wurden über die Jahre durchgeführt. Die Rückgabe eines Teils der in die Sowjetunion gelangten Stücke an die DDR im Jahre 1958 führte 1963 zur Eröffnung des Museums für Ur- und Frühgeschichte, das im Bode-Museum ausstellte.
Nach dem Mauerfall konnten auch diese Bestände wieder vereint werden. Im Jahre 2009 haben sie im wiederhergestellten Neuen Museum auf der Museumsinsel Berlin einen glanzvollen und dauerhaften Ausstellungsort gefunden. Seit 2012 befinden sich Verwaltung und Archiv des Museums für Vor- und Frühgeschichte zusammen mit anderen Institutionen der Staatlichen Museen zu Berlin im neu erbauten Archäologischen Zentrum in unmittelbarer Nähe der Museumsinsel Berlin.