Kolekcja muzealna „Archeologia” zaczęła się formować w roku 1975 (materiały wykopalisk wewnątrz Soboru św. Zofii w Połocku). W skład kolekcji muzealnej wchodzą materiały wykopalisk archeologicznych starożytnych stanowisk, osiedli, cmentarzysk szkieletowych oraz kurhanowych, miejsc kultu pogan, dziecińców (dzieciniec – dawniej centralna część staro żytniego rosyjskiego miasta) miast starożytnych, również materiały wykopalisk na terytorium pamiętników kultowych w różnych miastach oraz miasteczkach Białorusi; fotofiksacja i sprawozdania o przeprowadzeniu prac wykopaliskowych. Narzędzia pracy, broń, detale stroju i ozdoby, fragmenty naczyń (glaki (doniczki, dzbanki gliniane), garnki, talerze, filiżanki) oraz ceramika architektoniczno-budowlana rzeczy te świadczą o wysokim poziomie kultury materialnej na Białorusi i umożliwiają prześledzić rozwój i wykorzystywanie przedmiotów bytu ludowego w obrzędowości Białorusinów do dni dzisiejszych.
Kolekcja ta została podzielona na dwie podkolekcji: „Indywidualne znaleziska”, „Masowe znaleziska”. Najbardziej cennymi przedmiotami w kolekcji są:

  • materiały wykopalisk 1954 – 1955 r. grodziska w Wołkowysku (pod kierownictwem G. I. Piecha);
  • krzyże, paciorki, fragmenty obrazków, przęśliki, wisiorki XI – XIII w.;
  • materiały wykopalisk 1986 r. cmentarzysk kamiennych X – XV w. około wsi Wienzowszczyna rejonu szczuczyńskiego (pod kierownictwem A. W. Kwiatkowskiej)
  • inwentarz pogrzebowy (fibuli, sprzączki, kabłączki skroniowe, pierścienie, noże, siekiery, krzesiwa i inne);
  • materiały wykopalisk1997 r. grodziska X – XI około wsi Zboczno rejonu słonimskiego (pod kierownictwem A. Dobrijana) – korale, kabłączki skroniowe, przęśliki i inne.

Na 01.01.2021 r. Kolekcja muzealna „Archeologia” składa się z 14565 przedmiotów muzealnych funduszu podstawowego oraz 413 przedmiotów funduszu materiałów naukowo-wspomagających.