Cztery stanowiska w części archeologicznej (sala I) przybliżają kluczowe problemy najstarszych dziejów miasta i regionu, są nimi: osadnictwo prehistoryczne, grodzisko w Starym Bielsku, początki miasta oraz dzieje architektoniczne i historyczne bielskiego zamku.

Przeważająca część eksponatów to muzealia pozyskane w trakcie bez mała 30-letniej działalności badawczej Działu Archeologii Muzeum Historycznego w Bielsku-Białej.

Najstarsze dzieje Podbeskidzia obrazują eksponaty ukazujące najważniejsze etapy zasiedlenia tego terenu, począwszy od czasów łowców i zbieraczy schyłku epoki  lodowcowej, poprzez prehistoryczne dzieje  społeczności  rolniczej epoki kamienia, wczesnej epoki żelaza i okresu wpływów rzymskich, aż po wczesnośredniowieczne osadnictwo słowiańskie. Są to kolekcje wyrobów kamiennych, m.in. toporów, siekier, naczyń glinianych, prehistorycznych wyrobów z brązu i z żelaza, przęślików glinianych, paciorków szklanych i bursztynowych, oraz monet rzymskich.

Grodzisko w Starym Bielsku, będące wciąż słabo rozpoznany obiektem, według najnowszych hipotez mogło być pierwszą próbą założenia miasta Bielska w XIII wieku. Ekspozycja poświęcona tej tematyce zawiera zabytki odkryte w trakcie badań wykopaliskowych prowadzonych przez przedwojenne Muzeum Śląskie w Katowicach, oraz prace powojenne realizowane przez Muzeum w Cieszynie. Na uwagę zasługuje zespół XIII-wiecznych naczyń ceramicznych – dzbanów glazurowanych, mis, garnków i pokrywek. Towarzyszą im przedmioty żelazne – podkowy, fragmenty łańcucha, ćwieki i ostroga, oraz przęśliki ceramiczne. Unikatowym zabytkiem jest glazurowana figurka erotyczna.

Liczne muzealia obrazują średniowieczne i wczesnonowożytne dzieje miasta, którego początki sięgają przełomu XIII i XIV stulecia. Najstarsze dokumentują XIII-wieczną historię Bielska, poprzedzającą jego lokację na prawie niemieckim – fragmenty ceramiki, akwamanila, drewniany uchwyt cebrzyka oraz część ceramicznej figurki zwierzęcej. Z początkowym okresem rozwoju miasta związane są zrekonstruowane w całości  XIII–XIV-wieczne naczynia gliniane – dzban, amfora i formy garnków. O rozwiniętych kontaktach handlowych świadczą liczne monety średniowieczne i nowożytne. Zasobność mieszczan podkreślają znaleziska złotego pierścionka renesansowego z ok. 1600 roku, medaliki, a także wysoki poziom zdobnictwa i wykonawstwa późnogotyckich i renesansowych kafli z terenów miasta.  Wytwórczość tę obrazują dwa unikalne kafle, zachowane w całości, z przedstawieniami figuralnymi postaci królewskiej z rybami oraz dudziarza.

Średniowieczne i wczesnonowożytne dzieje zamku w Bielsku ilustruje kolekcja zabytków pozyskanych podczas wieloletnich badań archeologicznych i architektonicznych tego obiektu. Należą do nich militaria – m.in.  groty bełtów i hak do napinania cięciwy kuszy, ostroga oraz przedmioty użytkowe, monety i ozdoby. Licznie reprezentowane są fragmenty wyposażenia zamku – ceglany element gotyckiego sklepienia krzyżowo-żebrowego, szklane gomółki przeszkleń okiennych, a także kafle piecowe, w kilku przypadkach reprezentujące bardzo wysoki poziom artystyczny. Dotyczy to przede wszystkim unikalnych, zrekonstruowanych kafli gotyckich z 3. ćwierci XV wieku z przedstawieniami św. Władysława i herbu Bielska, a także renesansowych kafli ukazujących postaci w bogatych strojach renesansowych.

Ważnym uzupełnieniem informacji zawartych w gablotach są teksty i materiały ilustracyjne oraz filmowe w pulpicie multimedialnym. Poszerzają one znacząco treści merytoryczne, dotyczące problematyki najstarszych dziejów Bielska-Białej i okolic.

Synchronizację najważniejszych wydarzeń historycznych regionu z historią Europy oraz państwa polskiego umożliwia tzw. oś czasu, natomiast schematyczne mapki ukazują kluczowe dla miasta i okolicy zmiany przebiegu granic politycznych: przyłączenie kasztelanii bytomskiej i oświęcimskiej do Śląska (1178), przejście księstw śląskich pod panowanie królów czeskich (1327) oraz powrót ziemi oświęcimskiej do Polski i powstanie granicy państwowej na rzece Białej (1457).