Ospita reliquie archeologiche provenienti maggiormente dal Cuneese, riferibili al periodo compreso tra Paleolitico ed età del Ferro. testimonianze di antiche faune e manufatti rappresentano l'evoluzione del popolamento. Ricordiamo i resti paleolitici di Ursus spelaeus(Grotte del Bandito, Roaschia, Valle Gesso; Grotte di Bossea, Val Corsaglia), i reperti neolitici provenienti dagli abitati sotto riparo (Aisone, Valle Stura), i calchi delle incisioni rupestri della Regione del Monte Bego e i manufatti dell'età dei Metalli, tra cui spiccano la spada ripiegata da sepoltura ad incinerazione di Borgo S. Dalmazzo, la cuspide di lancia di Cuneo, l'urna funeraria ritrovata a Chiusa Pesio ed il calco della stele in alfabeto e lingua etrusca di Busca, il cui originale è oggi conservato presso il Museo di Antichità di Torino.
I materiali ceramici, metallici e lapidei restituiscono lo stile di vita di una società composita, formatasi nel territorio cuneese in seguito al processo di romanizzazione, in cui gli usi e i costumi dei conquistatori romani si integrano con quelli dei conquistati di origine ligure. Da segnalare, per l'ottimo stato di conservazione, lo specchio romano di Castelletto Stura, opera di fine artigianato facente parte di un ricco corredo funerario e la statuetta bronzea raffigurante mercurio del I secolo dopo Cristo. La sezione ospita inoltre l’esotica collezione di reperti tunisini donata al Museo nel 1930 dall’appassionato studioso di antichità romane Mario Guasco.