Vas megye területéről előkerült legkorábbi emlékeket a múzeum őskori gyűjteménye őrzi. 1908-ban báró Miske Kálmán, majd 1925-ben gróf Széchenyi Rezső által kerültek be a Régiségtárba az első őskori tárgyaink. Kezdetben ajándékozások és vásárlások révén gyarapodhatott a törzsanyag, majd később a feltárások útján múzeumi nyilvántartásba vett állományi résszel egészült ki. Utóbbiak közül az ezredforduló idején meginduló nagyobb felületű megelőző régészeti kutatások hatalmas mennyiségű és minőségű leletanyagot szolgáltattak a tudományos kutatás és a közművelődés számára egyaránt.
A Savaria Múzeum teljes régészeti állománynak mintegy egyharmadát kitevő őskori gyűjtemény jelenleg 45131 leltározott egységből és 91359 tárgyból, valamint egyedileg leltározatlan műtárgyi részből áll.
A mindennapi élet használati tárgyai mellett a ritkaságnak számító, különleges eseményekhez kapcsolódó – méltán európai hírű – leletegyütteseink: az újkőkori kőeszközök és kisplasztikák (Sé, Szombathely, Sorkikápolna), a bronzkori és vaskori kincsleletek (Velem, Ság-hegy, Gór, Ikervár), a vaskori temetkezésekből származó fegyverek (Csehimindszent, Bucsu, Hegyfalu), valamint a kelta korban földbe rejtett ezüst éremkincsek (Szombathely, Velem, Simaság).
Az őskori gyűjtemény kurátora Kolonits László (2019–). A gyűjtemény egykori régész munkatársai: Mozsolics Amália (1940–1941), Károlyi Mária (1967–1998), Bándi Gábor (1973–1985), Fekete Mária (1974–1992) Ilon Gábor (1995–2008), Farkas Csilla (2000–2013), Nagy Marcella (2008–2018) és Nagy Gergely (2014–2021).