Экспозиция «Древняя история Татарстана» хронологически охватывает более 40 тысячелетий и представляет памятники истории и культуры, начиная с каменного века и до конца I тысячелетия нашей эры.
На территории Республики Татарстан выявлено более 5 тысяч археологических памятников, относящихся к эпохам камня, бронзы и железа. Многие из памятников дали названия археологическим культурам (ананьинской, именьковской, пьяноборской), которые известны далеко за пределами региона.
Экспозиция построена по тематическому принципу — ее оригинальность состоит в показе жизнедеятельности древнего населения края через развитие основных занятий и повседневной бытовой культуры. Выбраны темы, раскрывающие взаимодействие человека с окружающим миром, – «Человек и Среда», «Мир вещей», «Дом и Внешний мир». Наряду с подлинными предметами представлены научные реконструкции жилищ и костюмов.
Раздел «Человек и среда» знакомит с процессом эволюции человека, переходом его от присваивающего к производящему хозяйству.
Среди уникальных подлинных экспонатов демонстрируются древнейшие каменные орудия эпохи мезолита, неолита, бронзы: глиняный сосуд с изображением лошади, запряженной в повозку; бронзовая накладка (VIII-VI вв.) из набора конской упряжи с инкрустацией золотом и цветным стеклом. В экспозиции можно увидеть многочисленные псалии для конских уздечек, клады сельскохозяйственных орудий (серпы, наральники, жернова).
Раздел «Мир вещей» показывает освоение и технологию приемов обработки различных материалов, природных и искусственных, – камня и кости, бронзы и железа. О высоком мастерстве литейщиков свидетельствуют подвески и накладки ананьинской и пьяноборской культур, о достижениях в изготовлении керамики – древние сосуды и макет костровой ямы для обжига глиняной посуды.