42 vitrines présentent les principales découvertes régionales et l'histoire du Douaisis, des origines au Moyen Age. La collection relative à la préhistoire est la plus riche du Nord – Pas-de-Calais avec la présentation du site de Biache Saint Vaast (233 000 ans avant J.C.). La reconstitution de l'habitat, des éléments de la toilette, des coutumes funéraires gallo-romaine et mérovingienne scandent le parcours du visiteur.
Sont aussi visibles, 21 aquariums tropicaux, 2 salles d'oiseaux et une salle de papillons.