El Neolítico (5000 a. C.–2800 a. C.) es el período en que se empieza a practicar la agricultura, la ganadería, la producción de cerámica a mano y la elaboración de herramientas de piedra pulimentada, si bien se continuaba pescando, cazando y recolectando. Estos humanos habitaban en cuevas y abrigos y también en pequeños poblados de cabañas al aire libre.
Elaboraban sus herramientas en piedra, madera y hueso; ejemplo de ellas son las hoces, hachas, puntas de flecha, cuchillos y molinillos manuales. Se adornaban con brazaletes, collares, pendientes y colgantes hechos con conchas, hueso, colmillos de jabalí, caracoles o diferentes tipos de piedra. Comerciaban con otros pueblos, intercambiando materias primas (sílex, calaíta, conchas, etc.) y productos elaborados (cerámica, ornamentos, etc.).
Enterraban a sus difuntos en cajas o cistas, a menudo agrupadas formando un cementerio o necrópolis. El cadáver se colocaba adornado con sus mejores ornamentos personales y acompañado de herramientas y útiles de la vida cotidiana (ajuar). En cada tumba se hacían inhumaciones sucesivas de uno o dos individuos a la vez.
Durante la visita al museo, la mayoría de materiales de época neolítica que encontrarán proceden de yacimientos de tipo funerario. Son ejemplos de ello la necrópolis de El Llor (Castellar de la Ribera), las cistas del cementerio de Solsona (Solsona), de Altaracs (Olius) o de Cal Rajolí (Llobera).