Коллекция «Археология» насчитывает свыше 4 000 единиц хранения. Она представлена памятниками каменного века (эпохи верхнего палеолита, неолита), а также памятниками бронзового и железного века (культура штрихованной керамики) и эпохи средневековья.
Первые поступления связаны с д. Кочановичи Несвижского района (бывшая Барановичская область), где в 1953 г. проводились раскопки неолитической стоянки.
В 1956 г. заведующим сектором археологии Института археологии АН БССР Поликарповичем М. К. были переданы кремневые орудия, фрагменты скелета мамонта из раскопок поселения охотников каменного века (верхний палеолит) в д. Елисевичи Брянской области.
Интенсивное пополнение коллекции происходило в 1988 г., 1989 г. и 1996 г. (84% от общего числа музейных предметов данной коллекции). Именно в этот период коллекция пополнилась материалами раскопок, которые проводили сотрудники Нёманского археологического отряда Института истории Академии наук БССР. Эти раскопки проводились на территории Барановичского района около деревень Старые Войковичи, Добрый Бор, Подгорная и в районе г.п. Городище, некоторые из них финансировались музеем.
Руководители археологических исследований: Чернявский М. М., Медведев А. М., Лакиза В. Л. Коллекция обогатилась лепной керамикой 2 четв. I тыс. н. э., эпохи позднего неолита, ранней бронзы; гончарной керамикой позднего средневековья и др.
Наконечники стрел эпохи неолита. Найдены во время раскопок Качановичи-II на северной стороне озера Свитязь в Пучкарском лесу
Топор каменный эпохи неолита. Найден жителем г. Барановичи Мищенко Г. С. на болоте, расположенном недалеко от д. Новосады Барановичского района
Археологические находки IV–V веков (височное бронзовое кольцо, обломок лезвия железного серпа, обломки глиняного тигля, глиняное пряслице, стеклянная бусина), полученные в результате раскопок городища недалеко от г. п. Городище Барановичского района в 1989 г.
Фрагмент бронзовой подвески от женского украшения XI –XIII. Найден во время раскопок городища у д. Качановичи Несвижского района Барановичского области в 1953 г.
Топор боевой. X – XII вв. Передан в 1981 г. жителем д. Крошино Барановичского района.