Intégralité des collections arlésiennes du néolithique jusqu'à l'antiquité tardive. Art chrétien et art païen : les collections d'art chrétien sont les plus riches après celles de Rome, série de sarcophages d'époque constantinienne unique en France (IVe siècle), tous provenant des nécropoles paléochrétiennes d' Arles, Saint-Genest de Trinquetaille et Saint-Honorat des Alyscamps , épigraphie, céramique, monnaies de l'atelier d'Arles des IVe et Ve siècles , sculptures du Moyen Age. Statue colossale d'Auguste, en marbre (vers 12 - 10 avant J.-C.) provenant du théâtre antique. Dès l'entrée, le "Lion de l'Arcoule", en pierre, du Ier siècle av. J.-C., symbolise la ville dont onze grandes maquettes présentent le site dans le tissu urbain antique : hypogée de la montagne des Cordes ou Epée de Roland, le monument mégalithique le plus important de Provence. Buste présumé de Jules César. Statue de captif en bronze. Bas-relief d'une victoire. Clipeus virtutis (bouclier votif d'Auguste). À la suite d’une importante crue du Rhône en décembre 2003 une mission conduite par le département des Recherches archéologiques subaquatiques et sous-marines (DRASSM) fait la découverte, sur la rive droite du Rhône, de l’épave d’un bateau à fond plat, un chaland gallo-romain. Plusieurs missions d’expertises, de sondage et de fouilles conduites entre 2005 et 2010 par les archéologues de l’association Arkaeos, le centre Camille-Jullian (laboratoire d’archéologie de l’université d’Aix-Marseille et du CNRS) et le musée,permettent de révéler un bateau admirablement bien conservé, englouti dans les eaux du Rhône avec son dernier chargement, le mobilier de bord des bateliers et ses équipements de navigation. D’un intérêt exceptionnel sur le plan scientifique, cette épave présente également tous les atouts,d’un point de vue muséographique, pour être montrée au public. Baptisé "Arles-Rhône 3", ce chaland a est sorti des eaux du Rhône en 2011 pour être restauré et il rejoint le club très fermé des bateaux trouvés complets (ou presque) en fouille, renfloués et présentés au sein d’un musée (comme le Vasa de Stockholm, la Mary Rose de Portsmouth, les bateaux vikings d’Oslo…).