Une partie des collections d'A.G. Poulain y est présentée : Abri sous roche de Mestreville, Fana de St Aubin sur Gaillon, Camp de Vernonnet.

Il s'agit de produits de fouilles menées entre 1904 et 1928. Du Néolithique au Gallo-Romain, c'est une évocation du passé local. Diverses trouvailles fortuites de ce chercheur infatigable ont permis de compléter, avec des objets issus des dragages de la Seine, ces témoignages de la vie quotidienne à Vernon.

Des fouilles plus récentes menées sur l'emplacement de l'ancien Château de Vernon, en 1985 et 1986, ont révélé de la céramique du Moyen-Age (13ème - 16ème s.). Une maquette permet de visualiser ce château dont la Tour, dite des Archives, reste visible, immédiatement en sortant de la cour du musée, à droite.

Les chapiteaux, ainsi que la plupart des statues, proviennent des églises de Vernon (St-Jacques et Ste-Geneviève ont été désaffectées au 18ème siècle).