U Arheološkom odjeljenju čuva se veliki broj arheoloških nalaza/predmeta koji svjedoče o prošlosti Podgorice u višemilenijumskom vremenskom rasponu, od srednjeg paleolita do kasnog srednjeg vijeka. Oni su djelimično otkriveni u istraživanjima koja je realizovao muzej grada Podgorice.
Iz najstarijeg razdoblja srednjeg paleolita (počev od oko 50 000. godine p. n. e.) evidentirana su prirodna zakloništa čovjeka sa alatkama od kremena (Bioče), zatim iz mezolita (nakon 6500. p.n.e.) i neolita (nakon 3500. godine p.n.e. – Vruća pećina iznad Petrovića). Zajednice bakarnog doba (3500 – 2300. godine p.n.e.) ostavile su tragove svoje kulture u grobnoj humci (tumulu) u selu Kuće Rakića, u vidu za ovo doba karakterističnih antropomorfnih figurina. Iz istog razdoblja potiče i Gruda Boljevića u Tološima, čija grobna humka kvalitetom izrade i bogatstvom grobnih priloga svjedoči o pogrebu predstavnika rodovske aristokratije. Za sljedeće, bronzano doba (2300-1600. godine p.n.e.) karakterističan novi tip gradinskih naselja evidentiran je na većem broju lokaliteta duž oboda Skadarskog jezera (Međeđa Glava, Kabalj, Trijebač), sa većim brojem humki. U ovom periodu primjetan uticaj egejskih oblasti pokazuju grobni prilozi Neškove grude u Tološima (npr. bronzani nož sa jednim sječivom). Tokom gvozdenog doba (1200-100. godine p.n.e.), nakon velikih etničkih pomjeranja u kojima su se izdvojila brojna plemena, područje Podgorice naseljavala su ilirska plemena Dokleati i Labeati, sa Meteonom (Medunom) kao istaknutim centrom. Posebno su značajni lokaliteti sa nalazima iz grobne humke u Momišićima i iz grobova otkrivenih u Gostilju, čiji nakit pokazuje jak helenistički uticaj.
U vrijeme rimske carske vlasti (I-V vijek) formirana je Doclea, koja je postala značajno i najveće urbano središte provincije Prevalis. Grad je podignut saglasno principima rimskog urbanizma, prema pravilnoj urbanističkoj shemi zasnovanoj na ukrštanju dviju glavnih gradskih ulica i pozicioniranju velikih javnih objekata duž glavne ulice (prostrani forum sa bazilikom, hramovi, slavoluk posvećen caru Galijenu, terme). Nalazi otkriveni prilikom arheoloških istraživanja nekropola ukazali su na bogatstvo nakita i predmeta za svakodnevnu upotrebu, prilaganih uz pokojnika. Oni upućuju na trgovačke veze sa različitim djelovima carstva (oblast Rajne, sjever Afrike, Italija, Grčka), a brojni epigrafski spomenici na raznovrsnu etničku strukturu stanovništva. Grad je razoren u zemljotresu i potom konačno od Avara u 6. vijeku. Iz ovog doba potiču dvije crkvene građevine podignute na obližnjem lokalitetu Zlatica, bazilikalnog i trikonhosnog plana, koje su bile u bliskoj vezi sa gradom Docleom (Dukljom). Oba lokaliteta sačuvana su u ostacima.