La figura del arqueólogo Cristóbal Veny, misionero de los Sagrados Corazones y director jubilado del Museo, quiere ser recordada con un panel que anuncia la entrada a la sala de Arqueología con las campañas que él dirigió, como fueron las del pecio del Sec y de las cuevas prehistóricas del entorno de Lluc, especialmente la de Sa Cometa dels Morts. De esta cueva destaca en la sala, la muestra de su material funerario y la presencia de uno de los sarcófagos de madera que en ella se encontraron, pareja de otro que puede verse en el Museo Arqueológico en Madrid.

Las vitrinas de la sala de Arqueología son ocho. Las seis primeras están dedicadas al mundo pretalayótico y talayótico de Mallorca. De las otras dos, una reúne el conjunto de la colección de Antonio Mulet, de objetos de la cultura púnico-ebusitana; y la colección Furió de piezas talayóticas, griegas y romanas con platos, lucernas, lacrimatorios, etc. La última vitrina encierra restos de la vajilla griega de la nave del Sec, con los clavos del entablamento del barco.

El interesado por las ánforas podrá contemplar las púnicas y las romanas procedentes del pecio romano hundido cerca de la isla de Cabrera. Cerca puede verse también el cargamento de lingotes de plomo del mismo barco, con las marcas identificativas de los propietarios de las minas de extracción.

Un columbarium recrea el emplazamiento de los nichos de los restos mortales, con las urnas de piedra para las cenizas, tal y como se hacía en el mundo romano.