Archeologijos rinkinyje yra 1127 radiniai. Išskirtinę vertę turi povandeninės archeologijos objektai: nuskendusių laivų korpusų fragmentai bei kiti daiktai. Povandeninės archeologijos ekspedicijų rengėjas akademikas habil. dr. Vladas Žulkus muziejui perdavė 1987 metais Platelių ežere surastą XV a. luotą, 2012  m. pušies rąsto iš reliktinio miško nuopjovą, kurios amžius 10 tūkst. metų, iškeltą iš Baltijos jūros dugno ties Juodkrante.
Rinkinyje yra XVII a. radinių iš Šventosios, Kuršių nerijos išnykusios gyvenvietės dab. Zatono. Pastaraisiais metais rinkinį papildė radiniai iš buvusio Kopgalio kaimų sodybų. Kasinėjimams vadovavo Klaipėdos universiteto archeologas dr. Klaidas Perminas.

Laivybos istorijos ekspozicijoje archeologiniai radiniai eksponuojami IV salės kaponierėje ir poternoje „Fragmentai iš jūros gelmių“ bei II salėje, kur pasakojama apie XVII a. Šventąją.