O acervo de Arqueologia Pré-Histórica, formado por milhares de peças, destaca-se pelos restos líticos e esqueletais, como aqueles que integram a Coleção Harold Walter. Mas a maior parte dessas peças ou vestígios foi encontrada em sítios arqueológicos, como nos da província arqueológica de Lagoa Santa/MG, incluindo vestígios do sítio onde foi descoberto o crânio mais antigo das Américas, conhecido como “Luzia” e que se encontra depositado em outra instituição.
Vestígios encontrados nos sítios da província arqueológica do vale do rio Peruaçu, internacionalmente conhecida como a anterior e localizada na região norte de Minas Gerais, bem como vestígios arqueológicos relacionados com pesquisas em andamento na região de Diamantina/MG, com destaque para os elementos mumificados, também fazem parte desse acervo.
Das atividades implementadas por essa área da Arqueologia no MHNJB, resultou um dos mais ricos acervos do Brasil referente a arqueobotânica e a restos esqueletais documentando as primeiras populações americanas. Por conta disso, as visitas de pesquisadores de outras instituições nacionais e estrangeiras para consultas a esses acervos são muito frequentes.