Новая экспозиция «Древний мир» рассказывает о доисторическом периоде в истории Ульяновской области от девонского периода до каменного века (419 млн. – 15 тыс. лет до н.э.) и учёных, которые его изучают. Посетитель погружается в атмосферу древнего моря и ледникового периода.
Раздел «Мезозойское море» имитирует участок дна моря, занимавшего территорию Ульяновской области в меловом периоде, и показывает его обитателей – головоногих моллюсков аммонитов и белемнитов, и гигантских морских ящеров. Наиболее зрелищный и ценный экспонат – подлинный скелет нового для науки шестиметрового морского ящера Лусхана итильского Luskhan itilensis. Он впервые представлен в постоянной экспозиции музея. Особое внимание заслуживают также черепа ихтиозавра Simbirskiosaurus birjukovi и плиозавра Makhaira rossica, гетероморфные аммониты семейства Ancyloceratidae, на основе которых были описаны новые виды для мировой науки. Такие экземпляры ископаемых называются типовыми экземплярами и имеют исключительную ценность для любой музейной коллекции.
Второй крупный раздел экспозиции посвящён эпохе палеолита и появлению древнего человека. Здесь, наряду с костями животных ледникового периода – мамонта, шерстистого носорога, пещерного медведя, бизона и других представлены бедренная кость неандертальца (самая северная находка, известная научному сообществу!), полноразмерная модель неандертальца и орудия труда древнего человека.
Для детей в этом зале оформлен интерактивный палеонтологический комплекс «Песочница» с муляжом скелета ихтиозавра, скелет пещерного медведя можно «оживить» через приложение дополненной реальности. Внимание всех привлечет макет геологического разреза через Волгу с миниатюрами на тему эволюции.
Новая экспозиция создана при поддержке благотворительной программы «Музей без границ» Благотворительного фонда Владимира Потанина» и национального проекта «Культура».
