以“广富林大考古”为主题的正厅，展示着广富林考古的成果，值得一提的是12号房屋遗址，这片房址可以说是上海甚至是江南地区罕见的史前建筑遗迹；重要的是，考古学家为了保存它的完整性，采用全国首创的土体加固、分块切割、装箱吊运技术，将它整体搬迁至展厅内。
至于三个独立厅，展示也是各有特色。
一号厅以“文明之源”为主题，展示着大量史前文物；二号厅以“城市之光”为主题，春秋时期的青铜器是观赏主角儿，展厅中心的三件青铜尊尤其带有楚文化特征；三号厅以“历史之脉”为主题，呈现的是遗址中发现的历史时期人们日常生活用具和建筑构件，从这些旧物中，依稀可以窥探到当时人们生活的场景。
