La exposición es diacrónica (va avanzando cronológicamente) y se muestra en un total de once salas distribuidas en dos plantas. Se nutre del patrimonio arqueológico de la comarca lorquina (de la que veremos todos los yacimientos importantes por épocas), planteando un recorrido por la prehistoria e historia de Lorca, desde el paleolítico medio hasta el s. XVIII (aunque de la última época hay colecciones numismáticas sobre todo).

 Las salas desde la 1 a la 4, ubicadas en la primera planta, corresponden a la etapa prehistórica llegando hasta la cultura argárica de la Edad de Bronce. La primera sala está dedicada a los hallazgos del Paleolítico (de todos los periodos), donde vemos diversos útiles líticos, como bifaces o puntas de flecha. También contiene numerosos restos del Neolítico, el Calcolítico y el Eneolítico, gracias a los cuales podemos ver el progresivo proceso de sedentarización de las poblaciones locales, pues los útiles están cada vez más relacionados con las labores agropecuarias. Prueba de esto son las numerosas vasijas expuestas en la sala y las hoces. También se nos informa en esta sala a través de paneles de las muestras de arte rupestre presentes en la comarca.

 Las piezas más destacables se encuentran en la sala 2, dedicada al ajuar funerario del enterramiento practicado por pobladores del Calcolítico de Cueva Sagrada I, donde se hallaron los restos de cinco cadáveres humanos con que habían sido quemados parcialmente, acompañados por el ajuar antedicho formado por los restos de dos túnicas de lino, una estola tintada de rojo, un plato de madera, un pequeño telar de banda, collares de cuentas de piedra, punzones, puntas de flecha de sílex, bolsas de cuero y un ídolo oculado de madera. Algunos de los objetos aparecieron depositados sobre una estera de esparto. En el mismo poblado se han hallado también materiales neolíticos (vasijas, hachas pulimentadas y espátulas óseas).