Comprende quattro vetrine in cui sono raccolti: gli strumenti di pietra scheggiata o levigata del Paleolitico, del Neolitico e dell'età del rame raccolti nel territorio imolese da Giuseppe Cerchiari e Giuseppe Scarabelli, in base ai quali quest'ultimo elaborò il suo celebre articolo del 1850 considerato il punto di partenza degli studi scientifici di preistoria italiana; i reperti provenienti dai villaggi protostorici scavati da Giuseppe Scarabelli sul monte Castellaccio presso Imola e nel podere San Giuliano presso Dozza, che costituiscono ancora oggi le principali fonti di informazione sulla civiltà dell'età del bronzo della Romagna; i manufatti rinvenuti da Giacomo Tassinari, Domenico Zauli Naldi, Giuseppe Scarabelli ed altri nella grotta del Re Tiberio presso Borgo Rivola, sede di un culto dell'età del ferro.