Les étages supérieurs du Musée Archéologique National de Cagliari exposent les matériaux selon des critères topographiques, illustrant les sites archéologiques les plus importants présents dans les provinces de Cagliari et Oristano.
Le parcours chronologique commence par l’exposition des objets attribuables aux cultures du Néolithique, de l’Énéolithique et du premier Âge du Bronze, provenant de certains des principaux sites, tels que l’abri sous roche de Su Carroppu de Sirri (Carbonia) ou le site d’habitation et funéraire de Cuccuru s’Arriu (Cabras), avec les statuettes en pierre de divinités féminines ; nombreux sont les matériaux liés aux cultures énéolithiques d’Ozieri, Filigosa, Monte Claro, Abealzu, du Campaniforme.
D’une importance et d’un intérêt exceptionnels, la collection de petits bronzes présente une riche variété de représentations : guerriers armés d’arc ou d’épée, chefs de tribus, divinités féminines, figures d’offrants, femmes et hommes au travail, mais aussi des représentations animales, parmi lesquelles prédominent le taureau et le cerf. Ils témoignent de l’organisation sociale et religieuse publique ainsi que de la vie quotidienne de la civilisation nuragique.
Les phases suivantes de la colonisation phénicienne et de la domination punique, entre le VIIIe et le IIIe siècle av. J.-C., sont bien représentées par la reconstitution du Tofet de Tharros (Cabras) et par les matériaux provenant des sites de Nora (Pula), Monte Sirai (Carbonia) et Sant’Antioco.
De l’époque romaine datent les céramiques à vernis noir, à parois fines, italiques, gauloises, africaines, les verres et les lampes à huile. Intéressants sont quelques lingots de plomb portant, imprimé, le nom de l’empereur sous lequel ils ont été produits. Remarquables sont les orfèvreries puniques et les bijoux byzantins.
 jusqu'à l'époque byzantine (VIIIe siècle apr. J.-C.), à travers les matériaux des anciennes collections muséales.){kind=link}