Das Museum für Vor- und Frühgeschichte zeigt seine umfangreiche Sammlung zusammen mit Objekten der Antikensammlung auf drei Ebenen des Neuen Museums.

Im Erdgeschoss empfängt der Saal "Odin, Urnen, Beutekunst", der die 180-jährige Museumsgeschichte vorstellt, die Besucher mit erhaltenen Wandmalereien der Nordischen Mythologie. Der folgende Saal ist Heinrich Schliemann gewidmet, der seine Sammlung trojanischer Altertümer dem Museum "zur ewigen Aufbewahrung" schenkte. Im anschließenden Saal wird deutlich, wie sich verschiedene Einflüsse in der Kunst und Kultur Zyperns einzigartig verbanden.

Im ersten Obergeschoss, der Beletage des Museums, empfangen den Besucher zunächst die „Schätze aus dem Rhein“ – der Xantener Knabe und der „Barbarenschatz von Neupotz“, einer der größten Metallhorte römischer Zeit nördlich der Alpen – bevor der Weg weiter zu „Roms Provinzen“ führt. Von dort gelangt der Besucher in das "Pantheon" - Chipperfields neuen Südkuppelraum, in dem zwei kolossale Götterstatuen des 2. Jahrhunderts n. Chr. aus dem ägyptischen Lykonpolis die Besucher erwarten. Der anschließende Raum "Roms Nachbarn im Norden" thematisiert das Spannungsfeld Rom und Germanen. Im Saal "Völkerwanderung und Mittelalter" wird die Zeit der Völkerwanderung bis zur karolingischen Renaissance vorgestellt.