Expozice v Dolních Věstonicích - Věk lovců a mamutů nabízí moderní formou výsledky archeologických výzkumů pod Pálavou.  Starší část expozice (1. patro) nabízí informace o jednotlivých fázích vědeckých výzkumů a ilustruje metody bádání. Dokumentovány jsou geologické a pedologické poměry na severovýchodním předpolí Pavlovských vrchů, rostlinstvo a zvířena dob ledových. Předvedeny jsou kamenné a kostěné předměty s náznakem technik jejich výroby.

Zastoupeny jsou ukázky kosterních pozůstatků tehdejších lidí a také významné nálezové situace. Zvláštní pozornost je věnována umělecky zpracovaným výrobkům (např. čelenky, náhrdelníky) a plastikám z kostí a hlíny. Novější část expozice (přízemí) vychází z objevů posledních let. Prezentovány jsou aktuální poznatky o vývoji člověka.

Představu o možnostech interpretace nálezových situací na různých nalezištích doplňuje rekonstrukce paleolitického obydlí. Zvláštní místo má rekonstrukce hrobu tří mladých jedinců, nalezeného v Dolních Věstonicích v roce 1986 a výklad o antropologickém výzkumu věstonické populace.