Wystawa w piwnicach sandomierskiego Zamku, nosząca tytuł Ziemia Sandomierska w pradziejach i wczesnym średniowieczu, umożliwia nam fascynującą wędrówkę w zamierzchłą, bogatą przeszłość regionu sandomierskiego. Ziemie te nazywane są archeologicznym rajem ze względu na ilość i różnorodność stanowisk archeologicznych. Kwitło tu zwłaszcza osadnictwo neolityczne dzięki istnieniu dogodnych warunków naturalnych do gospodarki rolniczej i hodowli typu pasterskiego. Ludność młodszej epoki kamienia przyciągały urodzajne gleby wykształcone na lessach oraz surowce naturalne, m.in. krzemienie: świeciechowski, czekoladowy, pasiasty i inne. Ich złoża znajdują na północ od Gór Świętokrzyskich po Wisłę.
Prezentowane na ekspozycji zabytki pochodzą zarówno z dawnych osad, jak i z cmentarzysk. Są też znaleziska luźne, odnalezione przypadkowo, niektóre przed wielu laty. Eksponaty zostały ułożone w porządku chronologicznym, począwszy od starszej epoki kamienia zwanej paleolitem przez neolit, epokę brązu, żelaza po wczesne średniowiecze.
Najstarszą epokę reprezentują kości wymarłych zwierząt, mamuta i nosorożca włochatego, które liczą sobie przynajmniej dziesięć tysięcy lat i pochodzą z czasów tak zwanej epoki lodowcowej.
Wśród zabytków neolitycznych na wyróżnienie zasługuje skład doskonałej jakości wiórów z krzemienia czekoladowego, który prawdopodobnie został złożony w ofierze bóstwom wodnym poprzez zatopienie w rzece Wiśle. Uwagę przykuwa zrekonstruowany pochówek szkieletowy przedstawiciela kultury amfor kulistych, w którym zmarłemu, ułożonemu na boku w tzw. pozycji embrionalnej, towarzyszy bogaty zespół darów grobowych. Podziwiać można ponadto m.in. pięknie zdobione naczynia kultury złockiej, której nazwa pochodzi od miejscowości Złota koło Sandomierza.
Do najciekawszych artefaktów z epoki brązu należą: wyposażenie grobu ze Złotej, w którym pochowano naczelnika plemienia lub znaczącego przywódcę rodu; zdobiona szpila i tarczki spiralne, służące jako kolczyki, znalezione w grobie pod dużym kurhanem w Dacharzowie w powiecie sandomierskim oraz niewielki niebieskawy paciorek z pochówku obok kurhanu, będący jednym z najstarszych zabytków szklanych z ziem polskich. Paciorek jest importem z terenów kultury mykeńskiej w Grecji.
Wczesną epokę żelaza reprezentuje m.in. zrekonstruowany ciałopalny grób podkloszowy. Z okresu wpływów rzymskich pochodzi duży zespół naczyń grobowych oraz przedmiotów z brązu i z żelaza z cmentarzyska kultury przeworskiej w Grzybowie w powiecie staszowskim. Jest wśród nich broń – miecz, umba, groty włóczni i grociki strzał, ozdoby, np. fibule, a także narzędzia codziennego użytku, jak noże, nożyce czy krzesiwa. Do znanych znalezisk należy ciałopalny pochówek wojownika-wodza z I w. n.e., odkryty na przedmieściu Sandomierza, zwanym Krakówką w 1928 roku. Ze względu na bogate wyposażenie, w skład którego wchodzą przedmioty importowane z terenów Imperium Rzymskiego oraz z Barbaricum, czyli obszarów znajdujących się poza granicami Cesarstwa, grób nazwano książęcym.
Na ekspozycji znajduje się zespół przedmiotów, pochodzących z badań wykopaliskowych prowadzonych na terenie wczesnośredniowiecznej osady w Sandomierzu na Wzgórzu Świętojakubskim. Są wśród nich głównie narzędzia i ozdoby. Uzbrojenie wczesnośredniowieczne reprezentuje miecz, wydobyty z Wisły w Zawichoście, być może w miejscu ówczesnej przeprawy, oraz groty włóczni i grociki strzał do kuszy. Wartym uwagi eksponatem jest kościany grot strzały, typowy dla Tatarów, których najazdy pustoszyły Sandomierz w XIII wieku.
Wystawę uzupełniają trzy przestrzenne makiety przedstawiające: mamuta z myśliwymi; chatę pogrzebową z epoki brązu z Dwikóz koło Sandomierza, w której dokonano pochówku około dwudziestu osób, a następnie rytualnie spalono podczas uroczystości pogrzebowych; rekonstrukcję drewniano-ziemnych wałów otaczających wczesnośredniowieczny gród na Wzgórzu Zamkowym.
