Lysippsaal:
Die in diesem Saal ausgestellten Werke dokumentieren den Übergang von der klassischen zur hellenistischen Epoche der griechischen Bildhauerkunst. Maßgeblichen Einfluss auf diesen Stilwandel hatte der aus Sikyon stammende Bildhauer Lysippos. Ein Paradebeispiel seines neuen, mit der Harmonie der spätklassischen Stilformen brechenden Konzepts ist die Statue des sich abschabenden Athleten (Apoxyómenos). Wichtige Beispiele für die Herausbildung des „realistischen“ Individualporträts in hellenistischer Zeit sind die Statuen sitzender Dichter und Philosophen, wie Menander und Epikur, und des stehenden Redners Demosthenes.

Aphaiasaal:
Im Aphaiasaal sind Werke der frühgriechischen Plastik aus der geometrischen und archaischen Epoche ausgestellt. Besonders hervorzuheben sind zwei umfangreiche Komplexe von Bauskulpturen: die Relieffriese vom Siphnierschatzhaus in Delphi und die Giebelskulpturen vom Tempel der Aphaia auf Ägina, die den Übergang vom archaischen zum klassischen Stil dokumentieren.

Kurossaal:
Der Saal enthält Werke der archaischen Epoche. Er wird beherrscht durch eine große Zahl stehender nackter Jünglinge, sogenannter Kuroi, und ihrer weiblichen Pendants, der sogenannten Koren. Diese als Weihgeschenke und Grabmäler verwendeten Figurentypen sind Leitformen der archaischen Plastik von ca. 650 bis 490 v. Chr. Das Spektrum reicht von dem über 5 Meter hohen Koloss aus Samos bis hin zu weit unterlebensgroßen Statuen wie der Kore von Auxerre.

Olympiasaal:
Der Saal ist der Skulptur des Strengen Stils, der ersten Phase der klassischen Epoche, gewidmet (ca. 490 – 450 v.Chr.). Zu den Hauptwerken dieser Stilphase gehören die Skulpturen vom Zeustempel in Olympia. Zu sehen sind Teile der Giebelfiguren und zwei Metopen mit Heraklestaten. Vom Aufschwung der Bronzeplastik im frühen 5. Jh. v. Chr. zeugen der Wagenlenker von Delphi und der sogenannte Gott aus dem Meer. Die Entstehung der neuen Gattung „politischer“ Ehrenmonumente in der jungen Demokratie bezeugt die Gruppe der Tyrannenmörder von der Athener Agora.

Parthenonsaal:
Der Saal beherbergt Werke der hochklassischen Plastik (450 – 420 v.Chr.) und des „Reichen Stils“ (420 – 400 v.Chr.), besonders von der Athener Akropolis und speziell vom dortigen Haupttempel, dem Parthenon. Teile der Giebel, der Metopenreliefs und des Frieses dieses bedeutendsten griechischen Tempelbaus, die Anfang des 19. Jhs. durch Lord Elgin nach London gebracht wurden, gelangten schon 1830 als Abgüsse nach Göttingen. Sie gelten als Inbegriff des hochklassischen Stils. Typische Vertreter des „Reichen Stils“ sind die Nike des Paionios und die Aphrodite von Fréjus.

Polykleetsaal:
Der Saal enthält vor allem nackte männliche Statuen der hochklassischen Epoche (450 – 420 v. Chr.), von denen viele den beiden berühmtesten Bildhauern dieser Epoche, Phidias und Polyklet, zugeschrieben werden. Das bekannteste Werk des Polyklet, der Speerträger (Doryphoros), ist in mehreren qualitätvollen römischen Kopien vertreten. Auf einen angeblichen Wettbewerb zwischen Phidias, Polyklet und weiteren Meisterbildhauern gehen die Statuen der Amazonen aus dem Artemis-Heiligtum in Ephesos zurück.

Maussoleionsaal:
Ausgestellt sind Werke der spätklassischen Epoche. Das Grabmal des persischen Statthalters Maussollos in Halikarnassos zählte zu den sieben Weltwundern. Teile vom Skulpturenschmuck dieses riesigen Bauwerks gelangten im 19. Jh. in das Britische Museum. Zu sehen sind in diesem Saal mehrere Friesplatten und der Kopf des sogenannten Maussollos. Die Verehrung für die Dichter der athenischen Glanzzeit des 5. Jhs. im spätklassischen Athen bezeugt u. a. die Statue des Sophokles. Einblick in die religiösen Praktiken bürgerlicher Familien geben die zahlreichen in diesem Raum aufgehängten Weihreliefs.

Praxitelessaal:
Der Saal enthält vor allem Götterbilder der spätklassischen Zeit, besonders solche, die dem athenischen Starbildhauer Praxiteles (ca. 370−330 v. Chr.) zugeschrieben werden. Dazu gehört die häufig kopierte und variierte Aphrodite von Knidos, die erste vollkommen unbekleidete Darstellung der Göttin in der Geschichte der griechischen Großplastik. Möglicherweise ein Original von der Hand des Praxiteles ist die Statue des Hermes mit dem Dionysosknaben aus Olympia. Eines der berühmtesten und verehrtesten Werke der antiken Skulptur war lange Zeit der Apoll vom Belvedere, eine bereits im 15. Jh. entdeckte römische Marmorkopie nach spätklassischem Vorbild.

Pergamonsaal:
Der Raum wird beherrscht durch die Statue der vom Himmel herabstürmenden Siegesgöttin Nike aus Samothrake und durch zwei Ausschnitte aus dem monumentalen Relieffries vom Zeusaltar in Pergamon. Zusammen mit vielen weiteren in diesem Saal ausgestellten Werken veranschaulichen sie die Bewegtheit und das Pathos des hochhellenistischen Stils. Vom ausgeprägten Realismus vieler hellenistischer Skulpturen zeugen Darstellungen von alten Hirten und Fischern, von kleinen Kindern, von Galliern und anderen Angehörigen fremder Völker.

Ildefonsosaal:
Neben einigen Beispielen ägyptischer und altorientalischer Skulptur enthält der Saal vor allem Statuen der klassizistischen Stilrichtung, die am Übergang vom Hellenismus zur römischen Kaiserzeit vorherrschte und die von Kaiser Augustus besonders geschätzt wurde. Ein besonders bekanntes Beispiel ist die Ildefonso-Gruppe in Madrid.

Römersaal:
Im Römersaal werden Beispiele der beiden bekanntesten Gattungen römischer Skulptur gezeigt: Reliefs und Porträts. Zu wichtigen Staatsmonumenten gehören das Tellusrelief von der Ara Pacis Augustae und die Reliefs von der Trajans- und von der Marcus-Säule in Rom. Die ausgestellten Bildnisse geben einen Überblick über die Veränderung von Herrscherbild und Privatporträt von der Republik bis in die Spätantike.
Eine besondere Attraktion des Saales und der ganzen Abguss-Sammlung bildet die Nachbildung des Fußbodenmosaiks aus der byzantinischen Kirche von Madaba (Jordanien), auf dem eine Landkarte Palästinas dargestellt ist.