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SALAS 1 A 5. SECCIÓN DE ARQUEOLOGÍA
 La colección arqueológica es la que dio origen al propio Museo, comenzándose su formación a finales del siglo XIX. Se distribuye en cinco salas de la Planta Baja y dos salas más en la Planta Sótano.
El desarrollo cronológico de la exposición arqueológica se extiende desde el Paleolítico Inferior hasta los inicios de la Edad Media.
El recorrido comienza en el propio vestíbulo. Éste alberga una gran escultura de mármol blanco que representa a un genio andrógino (de carácter benefactor) procedente de la colonia “Norba Caesarina” que dio origen a la actual ciudad de Cáceres.  La Sala 1 presenta diversas industrias líticas pertenecientes a la etapa Paleolítica procedentes de terrazas fluviales de la provincia. Se muestran igualmente objetos de la etapa neolítica y otros excavados en diversos sepulcros megalíticos.
La Sala 2 permite una visión global de los elementos más representativos de las Edades del Cobre y del Bronce, la colección de estelas, así como objetos de la Primera Edad del Hierro.
En la Sala 3 entramos de lleno en el mundo de los pobladores prerromanos. Entre sus realizaciones más representativas se hallan los verracos.
La Sala 4 dedicada a Roma, ocupa el espacio más extenso y muestra diversos aspectos relacionados con el urbanismo, la economía, la religión y el mundo funerario. La Sala 5 muestra una exposición de arqueología urbana sobre los orígenes de la ciudad de Cáceres.
SALAS 9 A 14. SECCIÓN DE ETNOGRAFÍA
 Ubicada en la primera planta de la Casa de Las Veletas, explica diferentes procesos y muestra variados objetos que nos informan sobre los modelos de adaptación cultural en la provincia de Cáceres. La sala 9 se dedica a la producción de recursos, concretamente la agricultura, ganadería, caza y pastoreo, con una interesante muestra de aperos de labranza y útiles para el cuidado del ganado. Si seguimos la visita, pasaremos a la sala 10, en que pueden contemplarse objetos relacionados con la producción de recursos -la pesca fluvial- y con su transformación, a través de la elaboración de aceite, queso y vino y del oficio de carpintero.
La sala 11 ilustra al visitante sobre aspectos relativos al trabajo, a través de actividades y oficios como la filigrana, incluyendo los componentes principales de un taller de orive procedente de Ceclavín, así como las joyas típicas de la indumentaria festiva cacereña, y los mecanismos relacionados con la manufactura textil, desde un telar tradicional hasta las cardas, rastras, un torno o una devanadera. La sala 12 conserva una rica colección de indumentaria, desde la ropa interior de lino a los trajes de fiesta o de diario de Montehermoso, Serradilla, Malpartida de Plasencia, etc.  Continuando la visita, en la sala 13 se accede a la colección de objetos de uso doméstico, expuestos junto con otras piezas de gran tamaño, como el banco y cepo de presos, originario de Guijo de Granadilla, el alambique de Guadalupe o el carro de mulas, de Zorita. En las vitrinas se puede contemplar cerámica de Talavera, Puente del Arzobispo o Manises y también extremeña, además de objetos trabajados en asta, hueso y madera.
La sala 14 se dedica a las creencias y a la expresión musical. La galería que marca el perímetro del patio muestra también producciones textiles, cerámicas, de metal y madera.
SALAS 6 A 8. SECCIÓN DE ARQUEOLOGÍA Y ALJIBE
La Planta Sótano de la Casa de las Veletas alberga las colecciones medievales, más una sala de información sobre los aljibes musulmanes.
En la Sala 6 se exponen objetos y elementos de arquitectura decorativa pertenecientes a espacios funerarios y litúrgicos de épocas paleocristiana y visigoda.
La Sala 7 se refiere al período comprendido entre la llegada de los musulmanes a la Península y la consolidación de los reinos cristianos, mientras la Sala 8 explica la funcionalidad del aljibe del Museo.
La estancia más interesante es el aljibe que probablemente perteneció al Alcázar, construcción islámica que ocupó la parte más alta de la ciudad, fechable entre los siglos IX y XI.
SALAS 15 A 17. SECCIÓN DE BELLAS ARTES
La Sección de Bellas Artes consta de dos salas en las que se distribuyen las diferentes colecciones artísticas. En la Sala 15 se expone lo más significativo de la colección de Arte Contemporáneo, formada a partir de la creación del Premio Cáceres de Pintura y Escultura en los años setenta y ochenta y con las adquisiciones que se realizaron en su momento más las que la Junta de Extremadura continúa realizando.
Se pueden contemplar piezas representativas del arte contemporáneo español del siglo XX, con obras de creadores pertenecientes a los movimientos artísticos más representativos, como "El Paso", con Saura, Millares o Canogar, o el Grupo Crónica. Junto a ellas, producciones de figuras claves en nuestro arte como Picasso, Miró, Clavé, Genovés, Guinovart, Guerrero, Lucio Muñoz y Tápies. La escultura del siglo XX está representada por Alberto, Chirino, Palazuelo y Oteiza, entre otros.
En la Sala 17 están instalados los fondos de Arte medieval y moderno, que comprenden escultura (en madera, marfil y alabastro), orfebrería y pintura. La pieza clave de este espacio es el cuadro de Jesús Salvador de El Greco, procedente del Convento de Agustinas Recoletas del Cristo de la Victoria de Serradilla.
La Sala 16 se dedica a exposiciones temporales. | 
