Το Μουσείο διαθέτει προθάλαμο με πωλητήριο του Ταμείου Αρχαιολογικών Πόρων και τρεις αίθουσες, όπου αναπτύσσεται η έκθεση των ευρημάτων από το νησί, τα οποία χρονολογούνται από την Παλαιολιθική έως την υστερορρωμαϊκή περίοδο.
Αίθουσα Ι
Στην αίθουσα Ι εκτίθενται πυριτολιθικά εργαλεία της παλαιολιθικής περιόδου, που βρέθηκαν σε αφθονία στη Σάμη, το Φισκάρδο και την Σκάλα, διάφορα αντικείμενα των νεολιθικών χρόνων, που βρέθηκαν κατά καιρούς στο νησί – το μεγαλύτερο μέρος προέρχεται από τη σπηλιά της “Δράκαινας” στον Πόρο. Παρουσιάζονται, ακόμη, αντιπροσωπευτικά πήλινα σκεύη της Μεσοελλαδικής περιόδου, κυρίως από τους κιβωτιόσχημους τάφους των Κοκκολάτων, αλλά και πολύτιμη μικροτεχνία και κεραμική από τους λακκοειδείς και τους δύο θολωτούς τάφους στα Κοκκολάτα, που ανήκουν στην τελευταία μυκηναϊκή περίοδο (Υστεροελλαδική ΙΙΙ Α2 – ΙΙΙ Γ, 1390/70 – 1060/40 π.Χ.).
Αίθουσα ΙΙ
Η σημαντικότερη περίοδος για την Κεφαλονιά είναι η μυκηναϊκή, στην οποία έχει αφιερωθεί ολόκληρη η αίθουσα ΙΙ. Σε εννέα προθήκες παρουσιάζονται τα αντιπροσωπευτικότερα αντικείμενα από την ογκώδη, σε σχέση με την έκταση του νησιού, μυκηναϊκή συλλογή του Μουσείου, που καταδεικνύουν όλες τις εκφάνσεις αυτού του πολιτισμού. Στη συντριπτική τους πλειονότητα προέρχονται από τάφους.
Αίθουσα ΙΙΙ
Τα εκθέματα της αίθουσας ΙΙΙ σχετίζονται με την Κεφαλληνιακή τετράπολη του 5ου αιώνα π.Χ., που αποτελούσαν τέσσερις πόλεις-κράτη, η Πάλη, η Κράνη, οι Πρόννοι και η Σάμη. Εκτίθενται ευρήματα από την περιοχή της Παλικής, ανάμεσα στα οποία ξεχωρίζουν υδρία του 8ου αιώνα π.Χ. και μαρμάρινη κεφαλή γενειοφόρου Σιληνού και πλαστικό αγγείο σε μορφή κεφαλής δούλου, ρωμαικών χρόνων. Παρουσιάζονται, ακόμη, αντικείμενα από το πλούσιο ρωμαϊκό νεκροταφείο στο Φισκάρδο, από το νεκροταφείο των Κοκκολάτων και των Μεταξάτων, από τις περιοχές της Κράνης και των Πρόννων, και από το λατρευτικό σπήλαιο των Διακάτων, από τη Σάμη και την ευρύτερη περιοχή της, για την οποία γνωρίζουμε περισσότερα στοιχεία με αφορμή τις ανασκαφές σωστικού χαρακτήρα που διεξάγονται εκεί.
Το Αρχαιολογικό Μουσείο του Αργοστολίου θεμελιώθηκε το 1957, σε αντικατάσταση του παλιού κτηρίου που καταστράφηκε από το μεγάλο σεισμό που έγινε στο νησί το 1953. Το 2000 ολοκληρώθηκε από το Υπουργείο Πολιτισμού η αποκατάσταση της στατικής επάρκειας του κτηρίου, που είχε ταλαιπωρηθεί από διάφορους σεισμούς, καθώς και η αναμόρφωση της έκθεσής του. Οι σεισμοί του 2014 προκάλεσαν φθορές στο Μουσείο και έκτοτε είναιμη επισκέψιμο.
ΑΙΘΟΥΣΑ Ι
Στην αίθουσα Ι εκτίθενται πυριτολιθικά εργαλεία της παλαιολιθικής περιόδου, που βρέθηκαν σε αφθονία στη Σάμη, το Φισκάρδο και τη Σκάλα, και διάφορα αντικείμενα των νεολιθικών χρόνων, που βρέθηκαν κατά καιρούς στο νησί – το μεγαλύτερο μέρος προέρχεται από τη σπηλιά της “Δράκαινας” στον Πόρο. Παρουσιάζονται, ακόμη, αντιπροσωπευτικά πήλινα σκεύη της Μεσοελλαδικής περιόδου, κυρίως από τους κιβωτιόσχημους τάφους των Κοκκολάτων, αλλά και πολύτιμη μικροτεχνία και κεραμική από τους λακκοειδείς και τους δύο θολωτούς τάφους στα Κοκκολάτα, που ανήκουν στην τελευταία μυκηναϊκή περίοδο (Υστεροελλαδική ΙΙΙ Α2 – ΙΙΙ Γ, 1390/70 – 1060/40 π.Χ.).
Αίθουσα ΙΙ
Η σημαντικότερη περίοδος για την Κεφαλονιά είναι η μυκηναϊκή, στην οποία έχει αφιερωθεί ολόκληρη η αίθουσα ΙΙ. Σε εννέα προθήκες παρουσιάζονται τα αντιπροσωπευτικότερα αντικείμενα από την ογκώδη, σε σχέση με την έκταση του νησιού, μυκηναϊκή συλλογή του Μουσείου, που καταδεικνύουν όλες τις εκφάνσεις αυτού του πολιτισμού. Στη συντριπτική τους πλειονότητα προέρχονται από τάφους.
Τα εκθέματα περιλαμβάνουν ευρήματα από την Κράνη και την ευρύτερη περιοχή της: κεραμική από τον πρωιμότερο θαλαμωτό τάφο του νησιού (Υστεροελλαδική ΙΙΙ Α2-Β, 1390/70 – 1200 π.Χ.), στα Προκοπάτα, χάλκινα ξίφη και κοσμήματα από τα Διακάτα, έναν ευμεγέθη αιγυπτιακό σκαραβαίο του Τούθμωσι Γ’ (1504-1450 π.Χ.) από την Κράνη, αντιπροσωπευτική κεραμική από το μεγάλο νεκροταφείο των Μαζαρακάτων, ευρήματα από το νεκροταφείο των θαλαμωτών τάφων στα Μεταξάτα, όπου εντυπωσιάζει ο μεγάλος αριθμός των χάλκινων μαχαιριών. Επίσης, ευρήματα από το μεγάλο βασιλικό θολωτό τάφο και το «οστεοφυλάκιο› στα Τζαννάτα Πόρου, μυκηναϊκά ευρήματα από τις περιοχές Κατελειού και Ασπρογέρακα, αντιπροσωπευτική κεραμική από τον θολωτό τάφο του τοπικού ηγεμόνα στα Μαυράτα, ευρήματα από τον ελλειψοειδή «τύμβο› στα Οικόπεδα της Παλικής, και άλλους θαλαμωτούς τάφους στην Κοντογενάδα.
Πλουσιότερο όλων των νεκροταφείων που έχουν έως τώρα ερευνηθεί στο νησί, είναι αυτό της Λακήθρας. Οι τέσσερις τάφοι που έχουν ανασκαφεί πλουτίζουν τη συλλογή του Μουσείου με 325 αγγεία, τα χαρακτηριστικότερα από τα οποία εκτίθενται στις προθήκες 7 έως 10. Η κεραμική ανήκει κυρίως στη Νεώτερη Υστεροελλαδική ΙΙΙ Γ περίοδο (1100/1090 – 1060/40 π.Χ.) και μπορεί να θεωρηθεί αντιπροσωπευτική ολόκληρου του νησιού. Χαρακτηριστικά σχήματα είναι οι κρατήρες, οι κάνθαροι, οι σκύφοι και οι κωνικές κύλικες, που βρέθηκαν σε μεγάλο αριθμό στους τάφους και δηλώνουν την τοπική προτίμηση αλλά και την αυτόνομη ανάπτυξη των συγκεκριμένων σχημάτων.
