В музее представлено археологическое наследие Кёльна и окрестностей с эпохи палеолита до раннего средневековья. В 1941 году в Кёльне во время строительства бомбоубежища была обнаружена мозаика Диониса. С тех пор она занимает в римско-германском музее особое место. Историки установили, что она украшала пол богатой виллы древнего римлянина в III веке н.э.
Рядом с богом виноделия изображены его священное животное – пятнистая пантера, а также Сатурн и менады. Еще один экспонат – «мозаика философов». Она относится к 320 году и на ней можно увидеть мыслителей античного мира – Диогена, Платона, Аристотеля.
Большое место в собрании занимают изделия из стекла. Диатрет-ваза, покрытая тончайшим сетчатым узором, содержит надпись на греческом языке «Пей, чтобы ты жил всегда». Внимание привлекает и скульптурный портрет основательницы Кёльна Агриппины.