ชั้นที่ 1 จัดแสดงนิทรรศการถาวรเรื่อง ลำดับพัฒนาการทางประวัติศาสตร์เมืองลพบุรี เริ่มตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ที่มีอายุประมาณ 3,500 ปีมาแล้ว ต่อเนื่องมาจนถึงสมัยยุคต้นประวัติศาสตร์ หรือ สมัยทวารวดีและการเริ่มติดต่อ-สัมพันธ์กับดินแดนโพ้นทะเล ในช่วงพุทธศตวรรษที่ 12 - 16 โดยจัดแสดงโบราณวัตถุสมัยก่อนประวัติศาสตร์ที่พบจากแหล่งโบราณคดีต่างๆในจังหวัดลพบุรี ได้แก่ โครงกระดูกมนุษย์ ภาชนะดินเผา เครื่องมือเครื่องใช้ที่ทำจากโลหะ ภาชนะสำริด เครื่องประดับทำจากหินและเปลือกหอย เป็นต้น และโบราณวัตถุในวัฒนธรรมทวารวดีที่พบในจังหวัดลพบุรีและในภาคกลางของประเทศไทย เช่น เครื่องมือเครื่องใช้ เครื่องประดับ พระพุทธรูป พระพิมพ์ดินเผา จารึกภาษาบาลีสันสกฤต รูปเคารพต่างๆ ตราประทับดินเผา เหรียญเงิน เป็นต้น



ชั้นที่ 2 จัดแสดงลำดับพัฒนาการเมืองลพบุรีต่อเนื่องจากชั้นที่ 1 เข้าสู่ช่วง อิทธิพลศิลปะเขมรในประเทศไทย อายุราวพุทธศตวรรษที่ 16 - 18 จัดแสดงศิลปวัตถุและโบราณวัตถุที่สำคัญ เช่น ทับหลัง พระพุทธรูปนาคปรก และเทวรูปต่างๆ ต่อเนื่องมาจนถึงสมัยอยุธยา จัดแสดงงานศิลปกรรมและงานช่างในสมัยอยุธยา เรื่อยมาจนถึงสมัยรัตนโกสินทร์




ชั้น 3 จัดแสดงนิทรรศการ เฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว จัดแสดงในหัวข้อเรื่องประวัติศาสตร์ การเมือง สังคม วัฒนธรรมและพระราชประวัติพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว จัดแสดงร่วมกับพระบรมฉายาสาทิสลักษณ์ พระสาทิสลักษณ์ สิ่งของเครื่องใช้ส่วนพระองค์ เช่น พระแท่นบรรทม ฉลองพระองค์ เครื่องประกอบโต๊ะพระกระยาหารที่มีตราประจำพระองค์ (มงกุฎ) เป็นต้น