Collocato negli ampi spazi dell’antico Convento di San Domenico, fondato nel 1233, il museo offre una sezione preistorica, contenente reperti rinvenuti in insediamenti e grotte dell’Italia centrale dal Paleolitico all'età del Bronzo, oltre ad un’importante e ricca esposizione di materiali provenienti dagli antichi centri umbri ed etruschi e dai siti romani presenti nell’attuale regione Umbria.
Nel chiostro del convento, in un ambiente sotterraneo accanto all’ingresso, è stata ricostruita la suggestiva tomba della famiglia Cai Cutu (III-I sec. a.C.) con i corredi funerari.
Attorno alle pareti del chiostro sono collocate urne provenienti dalle necropoli ellenistiche di Perugia e materiali romani, oltre alle epigrafi che ricordano la rinascita di Perugia (Perusia restituta) dopo la distruzione seguita alla guerra che la oppose ad Ottaviano nel 41 a.C.
Nel loggiato superiore, dove sono allineate le urne di travertino provenienti dalle necropoli perugine, un nuovo spazio espositivo accoglie inoltre urne e materiali della Tomba dei Cacni, oggetto di recupero da parte dei carabinieri del Nucleo Protezione Patrimonio Culturale.
Tra i reperti di maggior pregio figurano il Cippo perugino, una delle più importanti iscrizioni esistenti in lingua etrusca, e il corredo bronzeo della tomba principesca da San Mariano, nel territorio perugino, con un incredibile complesso di lamine decorate a sbalzo e resti di carri da parata.
Alcune sale del museo sono dedicate, infine, alla importante Collezione di Amuleti di Giuseppe Bellucci, comprendente amuleti antichi e moderni e strumenti magico-religiosi, al Gabinetto di Numismatica e ad Oreficerie e tesoretti.