Alberga la colección lítica más importante de nuestro país, conformada actualmente por 22,100 piezas procedentes de 265 sitios arqueológicos peruanos. Entre sus piezas más emblemáticas se encuentran las más remotas evidencias humanas excavadas en la cueva de Pikimachay (14000 a. C.); la estela Raimondi de Chavín de Huántar; los representativos cuchillos, puntas y artefactos elaborados en obsidiana por los Paracas; las talladas y finamente pulidas maquetas, conopas, porras y hachas de tiempos Inca; boleadoras coloniales y lápidas republicanas.
El acopio de los restos arqueológicos que conforman la colección se inició con las adquisiciones de viajeros en el siglo XIX, y se complementó desde el siglo XX hasta nuestros días mediante proyectos arqueológicos de investigación sistemática, compras, donaciones, rescates, decomisos e incautaciones.
Actualmente se realizan investigaciones científicas orientadas a la comprensión del proceso del poblamiento de grupos humanos. El trabajo de inventario, registro y conservación es constante, con el fin de dar seguridad al patrimonio cultural y fundamentalmente poner a disposición del investigador las diversas colecciones.