Zwei Sammlungen stellen ihre besonderen Kostbarkeiten im Neuen Museum vor: das Ägyptische Museum und Papyrussammlung und das Museum für Vor- und Frühgeschichte mit Objekten der Antikensammlung.
Das Ägyptische Museum und Papyrussammlung gewährt einen umfassenden Einblick in Kontinuität und Wandel der altägyptischen und nubischen Kulturen über vier Jahrtausende. Der Rundgang durch die Ausstellung beginnt mit der Geschichte der Ägyptologie und der Sammlung. Von der Präsentation des Königsbildes über die kunsthistorische Entwicklung der Skulptur mit dem eindrucksvollen Berliner "Grünen Kopf" geht es zu den drei Opferkammern des Alten Reichs, die Grabarchitektur und Reliefkunst erfahrbar werden lassen.
Im Hauptgeschoss steht die Rundplastik im Vordergrund. Der typologischen Vorstellung von Privatfiguren folgen mit dem berühmten Köpfchen der Königin Teje und der weltbekannten Büste der Nofretete Werke der Amarna-Zeit. Der Rundgang durch Ägypten schließt mit ausgewählten Texten und literarischen Werken der altägyptischen bis spätantiken Schriftkultur in der "Bibliothek der Antike". Alltagsleben, Jenseitswelt und Götterkult werden im Untergeschoss thematisiert.
Das Museum für Vor- und Frühgeschichte bietet mit 6.000 Exponaten eine umfängliche Ausstellung archäologischer Fundstücke aus ganz Europa und Teilen Asiens, die die Kulturgeschichte jener Regionen von der Steinzeit bis zum Mittelalter vorführen. Sie werden in einer sammlungsübergreifenden Präsentation durch Kunstwerke aus anderen archäologischen Sammlungen der Museumsinsel ergänzt.
Im Erdgeschoss empfängt der Saal "Odin, Urnen, Beutekunst" die Besucher mit historischen Wandmalereien zur nordischen Mythologie. Es folgen die Säle mit Heinrich Schliemanns berühmter Sammlung trojanischer Altertümer und zur Kulturgeschichte des benachbarten Zypern. Im ersten Obergeschoss beginnt der Weg mit der Archäologie der römischen Provinzen und der Darstellung Roms germanischer Nachbarn im Norden. Der folgende Saal spannt den weiten Bogen von der Spätantike bis zum Beginn des christlichen Abendlandes.
Das zweite Obergeschoss schließlich führt mit dem Schädel des Neandertalers von Le Moustier zurück in die Steinzeit, in die Bronzezeit mit dem geheimnisvollen "Berliner Goldhut" und die vielschichtige Kultur der vorrömischen Eisenzeit. Der Rundgang endet mit Einblicken in die Studiensammlung, die im Stil des 19. Jahrhunderts – der Zeit, in der das Museum erbaut wurde – gehalten ist.