จัดแสดงโบราณศิลปวัตถุสมัยต่าง ๆ ที่พระยาโบราณราชธานินทร์เก็บรวบรวม ได้แก่ ประติมากรรมที่สลักจากศิลา เช่น เทวรูปและพระพุทธรูปนาคปรก ศิลปะสมัยลพบุรี กลุ่มพระพุทธรูปสำริด สมัยอยุธยา ที่พบในพระพาหาซ้ายของ พระมงคลบพิตร และพระพุทธรูปทรงเครื่องสมัยอยุธยาตอนปลายที่มีความวิจิตรงดงาม รวมทั้งพระพิมพ์แบบต่าง ๆ ที่พบจากกรุวัดมหาธาตุและวัดราชบูรณะ นอกจากนี้ยังมีเครื่องไม้จำหลักฝีมือช่างอยุธยาตอนปลาย และรัตนโกสินทร์ตอนต้น ที่ประณีตงดงามอีกหลายชิ้น จัดแสดงรวมอยู่ด้วย