Ein Teil dieser archäologischen Überreste bzw. Artefakte wurde in den Jahren 1927, 1928 und 1932 von dem pensionierten Oberpostrat Eduard Peters ergraben, untersucht und veröffentlicht. In drei Grabungskampagnen, in denen Peters und seine Helfer 460 m3 Erde bewegten, förderten sie neben 1,5 Tonnen Knochen von eiszeitlichen Tieren auch rund 50.000 Feuersteinartefakte und 1000 Knochen und Geweihgeräte zutage. Berühmt geworden ist der Petersfels jedoch vor allem durch die Kunstwerke, die hier geborgen wurden: Schmuckanhänger aus Stein, Knochen oder Gagat – einem fossilen Holz - oft in Form von stilisierten Frauenfiguren („Venus vom Petersfels“) oder verzierte Knochen und Geweihstücke.
Ein Knochen aus Rentiergeweih, ein sog. Lochstab, zeigt Einritzungen mit der Darstellung zweier Rentiere. Weitere Funde aus der Zeit des "Magdalenien", also dem jüngsten Paläolithikum, zu dem die letzte Eiszeit gehört, sind Nähnadeln aus Knochen und Geschoßspitzen. Aus Feuerstein wurden Gerätschaften wie Stichel, Bohrer, Kratzer oder Rückenmesser gefunden. Darüber hinaus werden im Museum zwei Dioramen ausgestellt, die das ursprüngliche Gelände rund um den Petersfelsen rekonstruieren und das Zusammentreiben und Schlachten der Rentiere durch die Jäger vor ca. 15.000 Jahren veranschaulichen.