Os andares superiores do Museu Arqueológico Nacional de Cagliari exibem os materiais de acordo com critérios topográficos, ilustrando os sítios arqueológicos mais importantes presentes nas províncias de Cagliari e Oristano.
O percurso cronológico inicia-se com a exposição dos achados referentes às culturas do Neolítico, Eneolítico e do primeiro Bronze, provenientes de alguns dos principais locais, como o abrigo sob rocha de Su Carroppu di Sirri (Carbonia) ou o assentamento habitacional e funerário de Cuccuru s’Arriu (Cabras), com as estatuetas de pedra de divindades femininas; numerosos os materiais relacionados às culturas eneolíticas de Ozieri, Filigosa, Monte Claro, Abealzu, do Campaniforme.
De excepcional importância e interesse é a coleção de pequenos bronzes que apresentam uma rica variedade de representações: guerreiros armados com arco ou espada, chefes tribais, divindades femininas, figuras ofertantes, mulheres e homens no trabalho, mas também representações animais, entre os quais predominam o touro e o cervo. Eles testemunham a organização social e religiosa pública, bem como a vida cotidiana da civilização nurágica.
As fases posteriores da colonização fenícia e do domínio púnico, entre os séculos VIII e III a.C., estão bem representadas pela reconstrução do Tofet de Tharros (Cabras) e pelos materiais provenientes dos sítios de Nora (Pula), Monte Sirai (Carbonia) e Sant’Antioco.
Da época romana são as cerâmicas com pintura negra, paredes finas, itálica, gaulesa, africana, os vidros e as lamparinas. Interessantes alguns lingotes de chumbo que trazem, gravado, o nome do imperador sob cujo reinado foram produzidos. Notáveis as ourivesarias púnicas e as joias bizantinas.
 até a época bizantina (século VIII d.C.), através dos materiais das antigas coleções museológicas.){kind=link}