《湖南十大考古新發現陳列》展館位于我館陳列大樓二樓西北，面積約400平方米，展品共計133件（組），于2003年1月18日對外展出至今；集中展示了20世紀80年代至本世紀初我省最重要的十大考古發現。其中已有八項被評為當年全國十大考古新發現之一，這八項中又有三項被評為20世紀百項考古大發現之一；而龍山里耶戰國秦漢城址的發掘，已被譽為21世紀我國最重大的考古發現之一。本陳列包含的文物數量、品種、型制、文化藝術內涵、歷史科學價值等均十分豐富，內容和形式和諧一致，營造出現代陳列展示藝術的純美空間，有節奏地與我館新大樓其他陳列融為一體。