Первое летописное упоминание о городе Дмитрове относится к 1154 году, который и считается годом его основания. Согласно летописи, именно в 1154 году князь Ростово-Суздальской земли Юрий Долгорукий находится на реке Яхрома в «полюдье», т.е. в княжеском объезде за сбором дани. В это время у него рождается сын, который при крещении получает имя Дмитрий, в честь Димитрия Солунского. Такое же имя получает и город-крепость, заложенный в честь этого события, а сын Юрия Долгорукого известен в истории под другим, славянским именем Всеволод III Большое Гнездо. Крепость была заложена на месте торгового поселения, и торговое значение города сохраняется на протяжении практически всего средневековья.
Свидетельством довольно богатой жизни горожан являются представленные в экспозиции украшения: медные браслеты и височные кольца, разноцветные стеклянные бусины и фрагменты стеклянных браслетов византийского производства. Особый интерес представляют фрагменты одежды XII в. с золотным шитьём. К тому же времени относятся и наиболее ранние ремесленные изделия, созданные дмитровскими кузнецами. Археологами обнаружено значительное количество изделий из железа XII–XV вв., что свидетельствует о развитости кузнечного ремесла в ранний период существования Дмитрова: серп и коса-горбуша, ножи, бытовые предметы и предметы вооружения. Из обнаруженных бытовых предметов наибольший интерес представляют кресала (части древних «зажигалок», для высекания искр из кремня) и замки с ключами, на которые в средневековье жители города запирали сундуки. Железный ложкарь, буравчик, ювелирный молоток прямо свидетельствуют о разнообразии ремёсел, развитых в городе в ту эпоху.
Особое место занимают предметы вооружения: наконечники стрел и копий, боевые топоры, кольчуга (наиболее распространённый вид защитного доспеха в средневековой Руси) и уникальный образец средневекового оружия XIII-XIV веков – боевой серп, возможно единственный сохранившийся в России. Гончарные изделия дмитровских мастеров XII–XVI вв. отличаются от предыдущих эпох, прежде всего, применением гончарного круга, благодаря которому керамика становится более разнообразной и приобретает гораздо более широкое распространение. Очень часто на донце сосуда мастер ставил клеймо, свой фирменный знак, по которому современные исследователи могут определить происхождение того или иного изделия из керамики.
При раскопках на территории Дмитровского кремля были обнаружены следы нескольких построек, относящихся к эпохе экономического расцвета нашего края XV – первой пол.XVI вв. и, в частности, нижние венцы бревенчатого здания, в котором, предположительно, располагались княжеские погреба. При раскопках этого здания было обнаружено захоронение жеребёнка, вероятно, носившее ритуальный характер. Получить представление о том, как выглядел Дмитровский кремль в эпоху средневековья можно, посмотрев на рисунок-реконструкцию художника А.М. Васнецова «Дмитров в XVI веке», сделанный им в 1920 году для Дмитровского музея. Перспективный вид крепости и её окрестностей изображён со стороны торговой площади и Никольских ворот. По данным археологических раскопок Дмитровский торг располагался на том же месте уже с XII века. На основании этого рисунка художником А.П. Любимовым был сделан макет Дмитровского кремля, очень наглядно изображающий особенности крепости и предположительное расположение построек на её территории. Завершается экспозиция предметами Петровской эпохи, среди которых наибольший интерес представляют подлинные корабельные якоря и пушки начала XVIII в.