Para una introducción general al Neolítico, puede remitirse a la vitrina 0.1.
La segunda vitrina está dedicada a una de las manifestaciones más representativas y originales del Neolítico sardo: la cultura de Ozieri, desarrollada entre el 3200 y el 2800 a. C. Entre los numerosos recipientes cerámicos destacan aquellos decorados con motivos geométricos incisos, realzados con incrustaciones de pasta blanca y ocre rojo. Entre las formas más características se reconocen los vasos “de tipo cesto”, visibles en el número 11, y las píxides expuestas en los números 15 y 16. Llama especialmente la atención la aparición de los vasos trípodes, correspondientes a los números 17, 18 y 19, utilizados para la preparación de alimentos directamente sobre el fuego o las brasas. Siguen presentes las puntas de flecha de obsidiana y de sílex, tanto con pedúnculo y aletas, como el ejemplar número 2, como de forma foliácea, representada en el número 1. Se exhiben también largas hojas de sílex, visibles en el número 4, probablemente empleadas como cuchillos, junto con hachas y azuelas de piedra dura, correspondientes a los números 6 y 7 —esta última conservada con su enmangue de madera—, realizadas mediante la técnica del pulido.