Amplia colección que va aumentando continuamente a causa de los materiales procedentes de las intervenciones que se llevan a cabo en los diferentes yacimientos por toda la provincia. La exposición consta de las siguientes secciones y piezas destacadas:
Paleolítico: material de industria lítica que proviene fundamentalmente de las colecciones privadas de Estanislao Rodríguez, Evaristo Martín y Margarito Expósito.
Cultura Ibérica: esculturas como la esfinge alada de Alarcos o la falcata encontrada en la necrópolis del oppidum ibérico oretano del yacimiento de Alarcos.[1]
Mundo Romano: mosaicos romanos como los de la villa romana de Puente de la Olmilla (Albaladejo) y material arqueológico variado del yacimiento de Sisapo.[2][3]
Visigodos: sarcófago de la necrópolis del Santo Cristo del Espíritu Santo (Malagón), una pilastra de mármol con motivos florales de Daimiel y piezas de orfebrería de diferentes necrópolis.
Edificio original del museo y donde se exponen las colecciones de Paleontología y Arqueología. Fue construido entre 1976 y 1978 por el arquitecto Carlos Luca de Tena y Albear e inaugurado el 15 de marzo de 1982. Una vez finalizado se mantuvo varios años cerrado, sin utilizar y sin ser objeto de controles adecuados. Esto llevó a que fuese necesaria su reforma, proyectada en 1993 por el arquitecto Javier Navarro Gallego, por encargo de la Consejería de Educación y Cultura y reabierto en 1995. En dicha reforma se modificaron los accesos al edificio, las carpinterías, los chaflanes y la distribución de huecos de iluminación, entre otros elementos, construyéndose también un muelle de carga. Se volvió a cerrar al público en 2008 y no ha sido reinaugurado hasta octubre de 2013 tras seis años cerrado para acometer una reforma del sistema eléctrico y de climatización de todo el edificio.[6][7][8]
Convento de la Merced
Es en el antiguo Convento de La Merced del siglo XVII y estilo barroco donde se ubica actualmente la colección de Bellas Artes del museo. En 1843, tras la desamortización, hasta 1995 el convento fue el instituto de segunda enseñanza “Santa María de Alarcos”. En 2002 el edificio pasa a ser competencia de la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha, la cual en 2005 inaugura en él la sala de exposiciones Museo de La Merced.