Средњовјековну збирку чине археолошки налази пронађени приликом ископавања локалитета ранохришћанског и средњовјековног периода: цркве и манастири- Тврдош, Петропавлов, Завала, Добрићево, ранохришћанска црква у Засаду, црква св. Илије, црква св. Георгија у Гомиљанима, у Аранђелову; некрополе- у Величанима, Домашеву; градови- Мичевац и Клобук; градина Црквина у Требињу и случајни налази- опрема ратника из Доње Доле код Билеће. Покретни археолошки материјал са ових ископавања налази се у депоу Музеја Херцеговине.
Дио средњовјековне збирке чине камене плоче, дијелови олтарске преграде и црквеног намјештаја, откривене приликом истраживања прероманичке цркве св. Петра на локалитету Црквина- Петковица у Завали.
Од епиграфских споменика, најстарија су два надгробна натписа из Полица код Требиња: натпис требињског жупана Грда, уклесан између 1151. и 1177. године, на којем се појављује име града Требиња и натпис требињског жупана Прибилше, уклесан 1241. године.
Посебан дио сталне поставке представљају одливци у гипсу средњовјековних надгробних споменика- стећака, који се на подручју Источне Херцеговине, налазе појединачно, у групама или великим некрополама и датују се од XII до XV вијека. Рађени су од једног блока камена, разних облика и величина, украшени рељефним украсима са орнаментима и сценама из свакодневног живота (коло, лов, двобој, мач, штит и др.) и надгробним натписима-епитафима, писаних ћирилским писмом.
Од покретног археолошког материјала, издваја се налаз стаклене чаше (крај XIV и почетак XV вијека), пронађене на некрополи стећака у Величанима, која представља импорт али и раритет, с обзиром на укупан број очуваних стаклених средњовјековних чаша. Од средњовјековног накита, истиче се орнаментисани сребрни прстен печатњак из XIV-XV вијека, нађен под стећком у селу Домашеву у Љубомирском пољу, златни прстен са некрополе на локалитету Петковица у Завали, као и позлаћена мамуза жупана Грда.
Средњовековну збирку чине и налази покретног археолошког материјала, пронађеног приликом археолошких ископавања средњовјековног града Мичевца (оружје, камена ђулад, гвоздене стријеле, сјечива, букагије (окови), уломци керамичких посуда, мајолике, стакла и сребрног новца.