A tatai múzeum római kőtára a megye egész területéről származó darabokat őriz, amelyek elsősorban a Duna menti Azaumból (Almásfüzitő), Szomódról és Környéről származnak. A kiállítás faragott oltárkövei, feliratos táblái és domborműves síremlékei a vár udvarának romkertjében elrendezett római kori szarkofágokkal és más faragványokkal egészülnek ki. A vár előtt látható a legszebb kőfaragvány, egy oszlop, amelynek oldalait árkádok alatt álló istenalakok díszítik.

A kőtárból nyílik a római kiállítás terme, amely a provincia életét bemutató használati, luxus- és kultikus tárgyak gazdag együttesét tárja az érdeklődők elé. Terra sigillaták, üvegek, bronzszobrocskák, kerámia- és bronz edények, ékszerek között látható kiállításunk legérdekesebb darabja, a katonai díszálarc.

Az első emeleten egyedülálló látványosság található, a Brigetióból származó, falképekkel díszített szobának, egy egykori festett teremnek a teljes rekonstrukciója. A Kr. u. 2. századból származó töredékeket leletmentés során találták 1961-ben. A freskós terem rekonstrukciója több mint három évtizedes munka után nyílt meg a látogatók előtt. A pompeji stílusú falképek jelenetes mezői a görög mitológia témáit dolgozzák fel.

A római kőtár mellett a földszinten kaptak helyet a vár legszebb Zsigmond- és Mátyás-kori faragványai, illetve a vértesszentkereszti bencés monostorból (12-13. század) származó faragott tagozatok, képes fejezetek, oszlopfők, zárókövek, stb.

A csatlakozó kiállítóteremben Tata és környéke középkori emlékei láthatók, köztük a honfoglalás kori okarina (az ún. sámánsíp). Itt találhatók a közeli Öreg-Kovács-hegyen előkerült középkori udvarház és körtemplom leletei ill. makettje.