В экспозиции зала древностей размещены археологические находки и предметы, относящиеся к мезозойской эре и раннему палеолиту. Об этом свидетельствуют такие окаменелости, как раковины морских моллюсков, морских жемчужниц, белемниты – отдаленные предки современных кальмаров, аммониты – одна из групп головоногих моллюсков, обитавших в Девонском море 350 млн. лет назад.

Большой интерес для посетителей представляют, обнаруженные на территории района, бивень мамонта, зуб мамонтенка, череп шерстистого носорога. Эти животные –гиганты жили на нашей территории около 10-15 тыс. лет назад до наступления ледникового периода. Эпоха каменного века, или нового неолита (5-3 тысячелетие до н.э.), представлена орудиями труда и охоты древних людей, фрагментами ямочно-гребенчатой керамики.

Для периода раннего средневековья характерны археологические находки, обнаруженные на территории, которую населяло славянское племя вятичей. Эти находки (семилопастные височные кольца, стило, музыкальный инструмент варган, керамические изделия из белой и серой глины и др.), относящиеся к XII-XIV веку, повествуют не только о материальной культуре вятичей, но и об их духовном мире.

Позднее средневековье представлено в виде диорамы, выполненной художником Н.А. Луневым. На ней изображена деревянная крепость, срубленная из дубовых бревен в 50-х годах XVI века, основателем которой был боярин Иван Васильевич Шереметьев Большой. Эта крепость превращается в форпост для защиты южных границ Московского государства и входит в состав Большой засечной черты (система оборонительных сооружений, состоящая из естественных и искусственных преград). По грамоте царя Ивана IV Грозного 1572 года город стал называться Веневом.

В экспозиции зала древностей можно увидеть коллекцию старинных серебряных и медных монет; бумажных денег; коллекцию минералов и полезных ископаемых, месторождения которых были разведаны на территории Веневского района (в настоящее время добываются песок, щебень и красная глина); а также предметы, относящиеся к XVI-XVIII веку.