Mit seinen 7 Millionen Ausstellungsstücken ist das Musée national de Préhistoire weltweit das Museum mit dem größten Bestand an prähistorischen Objekten (Werkzeuge und behauene Steinblöcke, Überreste von Wildtieren, Objekte aus Knochen, Hirschgeweihen, Elfenbein, Objekte der beweglichen Kunst und der Höhlenmalerei, menschliche Überreste usw.). Diese Funde stammen aus etwa 2.500 archäologischen Stätten und werden durch wissenschaftliche Archive ergänzt, die teilweise sehr alt sind. Sie sind in 16.000 Gestellen verpackt und umfassen mehr als 8 km Regalfläche.

"Nur" 12 800 Stücke sind ständig in den Museumsräumen ausgestellt, das sind nur 0,2 % der gesamten Sammlungen.
Die Sammlungen in den Lagerräumen werden ständig überwacht: zehnjährige Bestandsaufnahme, Inventarisierung, Umverpackung, Dokumentation, konservatorische Überwachung, Restaurierungskampagnen etc. Sie werden außerdem täglich der Forschung, der universitären Ausbildung und der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt, je nach dem kulturellen Programm des Museums und den von anderen Museen beantragten Leihgaben.

Das Museum kommt aus seinem Lager! hat zum Ziel, den Reichtum der Museumssammlungen besser sichtbar zu machen. Jedes Jahr wird für einige Monate eine Auswahl im Rahmen eines bestimmten Themas präsentiert und aktualisiert. Im Sommer 2022 wird die bedeutende Sammlung anthropologischer Abgüsse von Bernard Vandermeersch und Maria-Dolorès Garralda, die das Musée national de Préhistoire 2020 als Schenkung erhalten hatte, in den Vordergrund gerückt.