Το Αρχαιολογικό Μουσείο Αταλάντης στεγάζεται στο παλιό γυμνάσιο της πόλης, κτήριο χαρακτηρισμένο ως ιστορικό διατηρητέο. Σε τρεις κεντρικές αίθουσες του κτηρίου και στον κεντρικό διάδρομο εκτίθενται αρχαιολογικά ευρήματα από τις σωστικές και συστηματικές ανασκαφές της περιοχής της Λοκρίδας και του βορειοανατολικού τμήματος της αρχαίας Φωκίδας. Τα εκτειθέμενα αντικείμενα αντιπροσωπεύουν όλες τις περιόδους, από την προϊστορική εποχή έως και τους Ρωμαϊκούς χρόνους.Στον διάδρομο του Μουσείου εκτίθενται λίθινα αντικείμενα, στην πλειονότητά τους επιτύμβιες στήλες και μόνον ένα άγαλμα - κορμός Ρωμαίου στρατηγού. Από τις εοιτύμβιες στήλες ξεχωρίζει ο τύπος της πώρινης σε μορφή κλίνης. Στην πρώτη προθήκη έχουν τοποθετηθεί αγγεία, ειδώλια και εργαλεία, λίθινα και οστέϊνα της Νεολιθικής εποχής. Στην προθήκη ΙΙ τοποθετήθηκαν τα ευρήματα της πρώιμης εποχής του Χαλκού, προερχόμενα από τον οικισμό του Προσκυνά, ο οποίος ερευνήθηκε στο πλαίσιο των έργων του αυτοκινητοδρόμου ΠΑΘΕ. Τμήματα μαρμάρινων κυκλαδικών ειδωλίων και πήλινων τηγανόσχημων αγγείων αποτυπώνουν τις σχέσεις των κατοίκων με τον νησιωτικό χώρο. Στην προθήκη ΙΙΙ υπάρχουν αγγεία χαρακτηριστικά αγγεία της Μέσης εποχής του Χαλκού, προερχόμενα από οικισμούς και από τάφους, όπως ο τεφρός μινύειος αμφορίσκος. Στην προθήκη IV τοποθετήθηκαν ευρήματα από νεκροταφεία θαλαμωτών τάφων της πρώιμης υστεροελλαδικής (μυκηναϊκής εποχής), όπως αγγεία, χάλκινα όπλα, χρυσά κοσμήματα, σφραγιδόλιθοι και οδοντόφρακτο κράνος. Επίσης στην προθήκη V έχουν τοποθετηθεί ευρήματα από τάφους, αγγεία, πήλινα ειδώλια, κοσμήματα, σφραγιδόλιθοι. Στην προθήκη Va εκτίθενται ευρήματα από τον οικισμό της ΥΕΙΙΙΓ εποχής στον Κύνο και περιλαμβάνουν εικονιστικούς κρατήρες με παραστάσεις ναυμαχιών και ειδώλια πλοίων. Η προθήκη VI επίσης περιλαμβάνει κτερίσματα από θαλαμωτούς τάφους της πρώιμης εοχής του Σιδήρου, όπως αγγεία, χάλκινα κοσμήματα και εξαρτήματα ενδυμασίας. Προθήκη VII με ευρήματα Γεωμετρικών χρόνων που περιλαμβάνουν χειροποίητα και τροχήλατα αγγεία με τη χαρακτηριστική γεωμετρική διακόσμηση, χάλκινα αγγεία και χάλκινα κοσμήματα. Προθήκη VIII περιλαμβάνει μελανόμορφη και ερυθρόμορφη κεραμική, πήλινα ειδώλια χαρακτηριστικά της αρχαϊκής και κλασικής εποχής. Στην προθήκη IXa εκτίθενται νομίσματα λοκρικών κοπών, φωκικών και άλλων πόλεων που κυκλοφορούσαν στη Λοκρίδα, καθώς και νομισματικοί θησαυροί. Προθήκη Χ με χαρακτηριστικά αγγεία της ελληνιστικής εποχής, πολλά εκ των οποίων εγχώριας παραγωγής. Στην προθήκη ΧΙ υπάρχουν ευρήματα της Ρωμαϊκής εποχής με κεραμικά αγγεία, γυάλινα αγγεία, σιδερένια και χάλκινα αγγεία, οστέϊνες περόνες και μία οστέϊνη σπάτουλα. Η προθήκη ΧΙΙ είναι αφιερωμένη στην αρχαία τεχνολογία παρουσιάζοντας εργαλεία διαφόρων επαγγελμάτων, όπως του γεωργού, του κεραμέα, του οικοδόμου, του αλιέως, του λιθοξόου κ.λ.π. Η προθήκη ΧΙΙΙ είναι αφιερωμένη στη γυναίκα (υφαντουργία, ραπτική, κόσμημα) και στο παιδί (παιγνίδια). Η προθήκη XIV είναι αφιερωμένη στον θάνατο. Παρουσιάζονται ευρήματα που συνοδεύουν τους νεκρούς (νεκρικές μάσκες Περσεφόνης ή Δήμητρας, ή χρησίμευαυν κατά τις νεκρικές τελετές. Στον ίδιο χώρο αναπαρίσταται επιτάφιο μνημείο (επιτύμβια στήλη πάνω σε βαθμιδωτή βάση στην οποία τοποθετούνται αγγεία), σύμφωνα με ανάλογες παραστάσεις που εμφανίζονται στην αγγειογραφία. Επίσης, παρουσιάζονται λίθινα αντικείμενα, όπως βαρούλκο, μυλόλιθοι, τριπτήρες, ληνοί - πατητήρια. Σε ένα τραπέζι και σε ράφια παρουσιάζονται σκεύη της καθημερινής ζωής, όπως πινάκια, κύλικες, αγγεία πόσης και πρόχοι που είναι αγγεία σερβιρίσματος, επίσης μαγειρικά και αποθηκευτικά σκεύη. Τέλος εκτίθεται μαρμάρινος κίονας με προτομή ζεύγους, ρωμαϊκών χρόνων, πιθανώς από επιτύμβιο μνημείο.