中國國家博物館研究館員、策展人王月前介紹，此次展覽是國內首次對古人類研究進行全麵、集中的展示。展覽分為“物競天擇”“矗立東方”智慧靈長”“現代之路”4個單元。“物競天擇”單元介紹了古脊椎動物演變曆程，展現生物多樣性及其與環境的依存關係。“矗立東方”單元通過元謀人、藍田人、泥河灣人、北京人等重要發現，展示中國直立人的演變形態。“智慧靈長”單元重點呈現具有承上啟下意義的智人的發展曆程。“現代之路”借助基因組數據研究成果，展示現代人的直係祖先——早期現代人的演變路徑。

展覽以實物、圖文展板和場景複原等形式，生動還原了古人類的生活細節：距今42萬年至32萬年的沂源人牙齒上有剔牙的痕跡，這是東亞地區迄今發現最早的關於人類剔牙行為的確鑿證據。距今30萬年至13萬年的馬壩人，頭上有受到鈍性外力衝擊造成的非致命損傷，可能是古人類之間互相攻擊導致，這是東亞地區已知最早的古人類之間暴力行為的證據。距今3.8萬年至3.5萬年的山頂洞人使用自製的骨針縫製衣物，佩戴由獸牙、石珠、魚骨、貝殼等串成的飾品，還用赭石顏料對部分裝飾品染色。距今2.9萬年至2萬年的寧夏靈武水溝洞先民用鴕鳥蛋片製作成精致的環形裝飾品。

20世紀80年代以來，古DNA成為研究人類遺傳與演化史的有力工具。展廳裏有一組栩栩如生的微縮模型，讓觀眾直觀地了解研究人員如何從古生物樣本中提取古DNA進行分析研究。