Районът на Оряхово е населен от дълбока древност без прекъсване през различните епохи. Археологическото богатство на региона е предпоставка за разнообразието на артефактите, формиращи отдел „Археология”. Намерени случайно и предадени като дарения или открити по време на археологически проучвания, те разказват за бита и културата от Новокаменната епоха до края на Средновековието. В богатия фонд се съхраняват керамика и оръдия на труда от Новокаменната, Меднокаменната и Бронзовата епохи. Вниманието привлича сбирката от съдове за пиене на вино от Римската епоха. Музеят притежава богата колекция от тракийски, римски и средновековни оръжия. Ценни за науката са находките от разкопките на римската крепост Вариана при с. Лесковец и артефакти от средновековната крепост Камъка. Сред най-впечатляващите експонати са погребалните урни от Желязната епоха, мраморна надгробна плоча с изображение на лозови клонки от началото на новата ера и образци на късносредновековната сграфито керамика.