Незважаючи на пограбування ще в давні часи, в похованнях було знайдено чималу кількість прикрас із золота, електру, бронзи, бурштину, бронзові ножі, бронзові та кістяні деталі кінської збруї, глиняний посуд. Речі унікальні своєю різноманітністю форм, багатством орнаменту та рівнем технології. Високохудожній орнамент, що прикрашає знахідки, свідчить про неабиякий художній смак і хист стародавніх ювелірів.

Найчисельнішу групу знахідок складають прикраси. Це - шпильки, браслети та анклети (ножні браслети), скроневі кільця, персні та намиста. Останні становять окрему групу. В похованнях знайдено понад тисячу ювелірних виробів у вигляді бурштинових намистин і підвісок, різних за формою і розмірами. Музейне зібрання виробів з цього коштовного каменю є однією з найбільших археологічних колекцій в Європі.

Археологічна культура, поховання якої були досліджені в гордіївських курганах, не має аналогів в Україні. Вона, можливо, відноситься до найбільш східної групи, так званої курганної культури. Ця культура датується ХV-ІХ ст. до н. е. і розповсюджена на території Центральної Європи.

Інша частина колекції, що зберігається у фондах музею, належить войовничим сарматам й датується І ст. н.е.

Знайдені речі належали представникам сарматської знаті, жриці та сарматському знатному воїну, можливо, царю Інесмею (І ст. н.е.). Серед них були жіночі та чоловічі прикраси, елементи бойового спорядження із золота, побутові речі із срібла. Прикраси були виконані в характерному східному "золото-бірюзовому звіриному" стилі.

Неабиякий інтерес, крім виробів з дорогоцінних металів, викликають білонове люстерко, намиста із сердоліку, черепашок "cauri". Ця колекція неодноразово експонувалася на виставках у Вінниці, Києві та за кордоном - в Польщі, Німеччині, Югославії, Фінляндії, Італії.