Nella sala dedicata alla preistoria sono conservate testimonianze relative ai gruppi umani che hanno frequentato il territorio di Cingoli fin dal Paleolitico Inferiore.

Tra le industrie litiche più antiche, si può osservare  il bifacciale da Staffolo databile al Paleolitico inferiore tra 2 milioni e seicentomila e 300.000 anni fa.   Alle successive fasi del Neolitico, periodo tra 7500 e 5500 anni fa, segnato dalla scoperta dell’agricoltura, dell’allevamento, dall’avvio delle prime produzioni artigianali e dall’organizzazione dei primi villaggi, si riferiscono invece le asce in pietra levigata e il nucleo con schegge in ossidiana.