Auf rund 1.000 m² technisch rundum erneuerter Ausstellungsfläche werden im 1. Obergeschoss drei hochkarätige Sammlungen von Weltrangpräsentiert: die Antikensammlung, die Kunstkammer der Herzöge von Württemberg und die frühkeltischen Fürstengräber – darunter das Grab des Keltenfürsten von Hochdorf. Für die jungen Besucher ab 6 Jahren gibt es Kindervitrinen und Stationen zum Anfassen, und Entdecken. Maskottchen Kathi weist dabei den Weg.

Die über Jahrhunderte gewachsene Sammlung zur Antike gibt einen umfangreichen Blick in die Welt der Hochkulturen des Mittelmeerraumes. Ihre Anfänge gehen auf die herzogliche Kunstkammer zurück. Im 19. Jahrhundert gingen verschiedene Privatsammlungen in die „Königliche Staatssammlung Vaterländischer Kunst- und Altertumsdenkmale“ über, vor allem griechische Vasen und filigraner Goldschmuck. 1906 erfolgte die Schenkung des Stuttgarter Mäzens Ernst von Sieglin mit zahlreichen Objekten aus dem griechisch-römischen Ägypten. In der Nachkriegszeit wurden durch gezielte Ankäufe weitere herausragende Kunstwerke erworben. So reicht das Spektrum der Sammlung von der griechischen Bronzezeit über die Blütezeit Griechenlands und die Etrusker bis zum Imperium Romanum.

Die Grundlage für die Sammlung der Kelten bilden die europaweit herausragenden Bestände des Landesmuseums Württemberg mit 13 frühkeltischen Prunkgräbern des 7. bis 5. Jahrhunderts vor Christus aus der Region um den Hohenasperg, die Heuneburg und aus dem Albvorland. Höhepunkte sind das einzigartige „Fürstengrab“ von Eberdingen-Hochdorf, die Statue des „Kriegers von Hirschlanden“ und die Funde aus dem „Fürstengrab“ des Kleinaspergle. Neu arrangierte, teils noch nie ausgestellte Fundensembles ergänzen diese umfassende Gesamtschau zu Gesellschaft und Kultur der frühkeltischen Eliten in Südwestdeutschland und deren Vernetzung im prähistorischen Europa.

Die Stuttgarter Kunstkammer zählt zu den größten europäischen Sammlungen dieser Art. Sie umfasst Objekte aus dem 16. bis 18. Jahrhundert. Neben „Wundern aus Menschenhand“, kunsthandwerklichen Arbeiten von höchster Virtuosität, interessierten die Herzöge, die sie zusammentrugen, aber auch be- und erstaunenswerte Naturalien und Exotika aus fremden, fernen Ländern. Mit ihren Kunst- und Wunderkammern, traten die Fürsten untereinander in Wettstreit. 1669 wurde die württembergische Kunstkammer im Obergeschoss des ehemaligen Lusthauses auf dem heutigen Schlossplatz aufgestellt. Die neue Präsentation soll die Themen und Gesichtspunkte, nach denen geforscht, bestaunt und repräsentiert wurde, unter dem Aspekt des Sammelns zeigen.