Expoziţia permanentă prezintă evoluţia comunităţilor umane de pe aceste meleaguri începând cu paleoliticul superior şi până în epoca contemporană.

Sala 1 cuprinde descoperirile cele mai semnificative din paleolitic, mezolitic, neoliticul timpuriu şi mijlociu. Sunt prezentate descoperirile care aparţin aurignacianului (Ceahlău - "Cetăţuie", Bistricioara - "Lutărie"), gravetianului (Ceahlău - "Podiş", "Cetăţica" şi "Bofu Mic", Bistricioara - "Lutărie" şi Bicaz) şi swiderianului (Bicaz-Chei – "Bardos", Ceahlău - "Scaune" şi Piatra-Neamţ – "Poiana-Cireşului"). Pentru neoliticul timpuriu şi mijlociu (cultura Starcevo-Criş, culturile Ceramicii liniare şi Precucuteni) de remarcat sunt descoperirile de la Lunca, Oglinzi, Grumăzeşti, Târpeşti, Traian-"Dealul Fântânilor" şi "Dealul-Viei", Izvoare, Ghigoieşti, Poduri ş.a.

Constituind continuarea pe o treaptă superioară a ultimei faze de evoluţie a culturii Precucuteni, la care s-au adăugat unele influenţe ale culturilor Petreşti şi Gumelniţa, Cultura Cucuteni reprezintă cea mai importanţă civilizaţie a Europei vechi.

Cu o dezvoltare ce durează aproximativ un mileniu (3600-2500 î.Hr.) cultura Cucuteni se remarcă în primul rând prin ceramica pictată cu motive în formă de spirală, meandre sau cercuri, culorile predilecte aplicate înainte de ardere fiind albul, roşul şi negrul-ciocolatiu. Unele reprezentări antropomorfe pictate, deşi sunt schematizate, conferă ceramicii o valoare artistică incontestabilă. Caracteristicile spiritualităţii cucutenienilor sunt reliefate şi prin marele număr de statuete antropomorfe şi zoomorfe de lut ars sau ronde-bosse, despre care se poate afirma că aparţin sculpturii.

Cercetările au demonstrat că această cultură s-a născut într-o zonă relativ restrânsă din Subcarpaţii centrali ai Moldovei, care corespunde în cea mai mare parte cu actualul teritoriu al judeţului Neamţ. În sălile 2-8 ale muzeului sunt prezentate toate cele trei faze de evoluţie ale acestei culturi insistându-se asupra caracteristicilor descoperirilor de la Izvoare – Piatra-Neamţ, Bodeşti - "Frumuşica", Târpeşti, Calu, Răuceşti, Poduri, Traian - "Dealul Fântânilor", Ghelăieşti, Văleni – Piatra-Neamţ, Girov, Lunca, Podei ş.a.

Investigaţiile efectuate pe parcursul a peste şase decenii au permis, pe lângă constituirea celei mai bogate colecţii muzeale din toată aria ocupată odinioară de complexul Ariuşd-Cucuteni-Tripolie, acumularea unui bogat volum de informaţii pe baza cărora s-au adus clarificări în legătură cu succesiunea celor trei faze de evoluţie şi cronologia culturii.