Composta por material referente ao índio Pré-Missioneiro proveniente de pesquisas arqueológicas realizadas, na Região, principalmente, no período de 1967 a 1973 e acrescida pela  coleta avulsa. Quando da realização das pesquisas foram levantados 134 sítios arqueológicos cujos estudos contribuíram para a seriação e datação da cerâmica no Rio Grande do Sul pelo Instituto Anchietano de Pesquisas, da UNISINOS.

As pesquisas arqueológicas realizadas no período mencionado acima, foram desenvolvidas em conjunto com o Instituto Anchietano de Pesquisas da UNISINOS e, com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, através do Prof. José Proença Brochado.

Da seção, portanto, faz parte instrumentos em pedra, cerâmica e osso.

Em 2000, em convênio com a Fundação de Apoio à Tecnologia e Ciência - FATEC, de Santa Maria foi realizado pela arqueóloga Neli Teresinha Galarce Machado, o inventário da Coleção Arqueológica do MADP a fim de determinar o número exato de peças e, cumprir determinação do Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional – IPHAN. Pelo inventário o Museu dispõe de 24.217 (vinte e quatro mil, duzentas e dezessete) peças arqueológicas. A este acervo falta ainda dar o armazenamento correto.