Nel secondo piano sono esposti: reperti della preistoria e protostoria siciliana (dall'industria litica del paleolitico superiore ai materiali delle culture dell'età del ferro); ceramica greca di importazione di età arcaica e classica (Cratere attico da Agrigento e l' Oinochoe corinzia da Selinunte); ceramiche di età ellenistica siceliote ed italiote.

Nello stesso piano è presente anche la Sala dei mosaici con pavimenti policromi provenienti da due edifici scoperti tra il 1868 e il 1915 in Piazza Vittoria a Palermo. fra cui il grande mosaico con temi dionisiaci (III sec. d.C.) e il mosaico con Orfeo tra gli animali ( III sec. d.C.). Nella stessa sala si trovano anche i quattro pannelli di Pittura Parietale provenienti da una casa di Solunto.