Începuturile arheologiei giurgiuvene sunt legate de numele profesorului Ion Andrieşescu, cel care, între anii 1929-1930, a întreprins primele cercetări sistematice pe teritoriul României, la Oinacu, în judeţul Vlaşca.

Patrimoniul descoperit în această campanie, împreună cu piese provenite din săpăturile ulterioare efectuate de Dumitru Berciu la Tangâru, Pietrele şi Petru Rareş, au constituit patrimoniul iniţial al muzeului.

Refăcută în perioada 1999-2000, actuala expoziţie de arheologie reflectă aproape toate epocile, din Preistorie până în Evul Mediu.

Segmentul dedicat Preistoriei cuprinde piese semnificative pentru Paleolitic (perioada Aurignaciană), descoperite în situl Giurgiu-Malu Roşu.

Următoarea perioadă istorică, neoliticul, în special partea sa de final, este prezentată prin intermediul culturilor Dudeşti, Boian şi Gumelniţa, ilustrate cu artefactele descoperite în urma săpăturilor arheologice de la Tangâru, Petru Rareş, Pietrele, Sultana-Malu Roşu, Bucşani.

Tronsonul expoziţional alocat Epocii Bronzului cuprinde piese descoperite în siturile de la Zimnicea, Mogoşeşti şi Popeşti-Mihăileşti, specifice culturilor Zimnicea şi Tei.

Pentru Epoca Fierului, cea mai importantă aşezare prezentată în expoziţie este cea de la Popeşti-Mihăileşti (posibil Argedava). Perioada mai este ilustrată prin dovezile scoase la lumină în urma săpăturilor de la Zimnicea, Greaca, Giurgiu-Malu Roşu, Adunaţii Copăceni.