Dział Archeologii gromadzi zbiory, w tym w szczególności źródła niepisane, dokumentujące najdawniejsze dzieje i życie wspólnot ludzkich na obszarze między Wisłą a Bugiem, w cezurze czasowej od paleolitu do wczesnego średniowiecza. Dział prowadzi własne badania terenowe, organizowane przy współdziałaniu z Wojewódzkim Urzędem Ochrony Zabytków w Lublinie.

Ogółem około 53 tysiecy eksponatów. Zbiory znajdują sie w Dziale Archeologii oraz w oddziałach muzeum w Muzeach Regionalnych w  Kraśniku, Lubartowie i Łęcznej.

Pierwsze badania wykopaliskowe z ramienia Muzeum Lubelskiego przeprowadzono w roku 1951. Odtąd zbiory muzealne, do których wcześniej trafiały wyłącznie zabytki ofiarowane przez miłośników starożytności i przypadkowych znalazców, systematycznie wzbogacają się przede wszystkim o materiały pochodzące z badań terenowych prowadzonych przez pracowników Działu.
 
W efekcie zrealizowanych dotychczas prac badawczych baza źródłowa do poznania pradziejów, okresu średniowiecza i czasów nowożytnych naszego regionu uległa ogromnemu wzbogaceniu zarówno w sensie ilościowym jak i jakościowym. Wśród materiałów zabytkowych, datowanych w przedziale IX tys. p.n.e. – XIX w. n. e., znajdują się również te pochodzące z badań podejmowanych przez Konserwatorów Zabytków Archeologicznych, Pracownie Konserwacji Zabytków w Lublinie, Instytut Archeologii UMCS a w ostatnich latach przekazywane także przez prywatne firmy archeologiczne działające na naszym terenie. Do zbiorów Działu Archeologii w dalszym ciągu trafiają też zabytki przypadkowo odkrywane podczas różnych prac ziemnych.
 
Zgromadzone muzealia reprezentują wszystkie kultury pradziejowe rejestrowane na Lubelszczyźnie. Oprócz ceramiki, najliczniejszej w inwentarzu kulturowym, w zbiorach znajdują się narzędzia i broń z kamienia, metali oraz kości i rogu a także ozdoby z muszli, kości, miedzi, brązu, żelaza, fajansu, szkła oraz złota, numizmaty. Wśród wielu zabytków najwyższej rangi na szczególną uwagę zasługują:


Oprócz materiałów zabytkowych w Dziale Archeologii przechowuje się dokumentację z badań terenowych oraz archiwum fotograficzne.