Die oberen Stockwerke des Nationalen Archäologischen Museums Cagliari präsentieren die Materialien nach topografischen Kriterien und illustrieren die wichtigsten archäologischen Stätten in den Provinzen Cagliari und Oristano.
Der chronologische Verlauf beginnt mit der Ausstellung von Funden aus der Jungsteinzeit, der Kupfersteinzeit und der frühen Bronzezeit, die von einigen der bedeutendsten Stätten stammen, wie dem Felsunterstand Su Carroppu di Sirri (Carbonia) oder der Wohn- und Begräbnisstätte Cuccuru s’Arriu (Cabras) mit den Steinstatuetten weiblicher Gottheiten; zahlreiche Materialien stammen aus den Kupfersteinzeitkulturen von Ozieri, Filigosa, Monte Claro, Abealzu und der Glockenbecherkultur.
Von außergewöhnlicher Bedeutung und Interesse ist die Sammlung kleiner Bronzen, die eine reiche Vielfalt von Darstellungen zeigt: bewaffnete Krieger mit Bogen oder Schwert, Stammesführer, weibliche Gottheiten, darbringende Figuren, Frauen und Männer bei der Arbeit, aber auch Tierdarstellungen, wobei Stier und Hirsch dominieren. Sie zeugen von der öffentlichen sozialen und religiösen Organisation sowie dem Alltagsleben der Nuraghenkultur.
Die folgenden Phasen der phönizischen Kolonisierung und der punischen Herrschaft zwischen dem 8. und 3. Jahrhundert v. Chr. werden durch die Rekonstruktion des Tofet von Tharros (Cabras) und die Materialien von den Stätten Nora (Pula), Monte Sirai (Carbonia) und Sant’Antioco gut dargestellt.
Aus der römischen Zeit stammen die schwarzglänzenden, dünnwandigen Keramiken, italische, gallische und afrikanische Keramiken, Glasgegenstände und Öllampen. Interessant sind einige Bleibarren, die den Namen des Kaisers zeigen, unter dessen Herrschaft sie hergestellt wurden. Bemerkenswert sind die punischen Goldschmiedearbeiten und die byzantinischen Schmuckstücke.
 bis zur byzantinischen Epoche (8. Jh. n. Chr.), anhand der Materialien der alten Museumsbestände.){kind=link}