中國體育博物館的序廳，第壹展廳為中國古代體育，分為先秦、秦漢三國、魏晉南北朝、隋唐五代、宋遼金元和明清幾個部分。展出的古代體育文物、照片資料、繪畫、拓片和沙盤模型，都是極有價值的歷史見證。
第壹躍入眼中的是石球，從距今10萬年左右，屬舊石器時期粗糙的大石球，到公元前4800年?公元前4000年的石球和陶球，明顯地看到石球從生產工具到遊戲器具的演變，從壹個側面反映了體育的產生。青海大通縣上孫家寨出土的舞蹈陶盆描繪出古樸的線條、紋路，生動地表現了先人們聯臂踏歌的情形，這種滿足身心需要的身體活動，在奴隸社會已是慶賀、祭祀中不可缺少的活動。從石鏃、銅戈、青銅戈中，我們仿佛看到先人彎弓射雁的場面，這種遊獵方式古人稱為“戈射”。《戈射圖》反映了從漁獵到農耕，弓箭從狩獵性質轉變到軍事訓練和娛樂消遣。遊水是漁獵中的另壹種獲得生活資料的方式，人面魚紋彩陶盆和《遊泳圖》形象地描繪了《詩經》所述：“就其深矣，方之舟之；就其淺矣，泳之遊之”的景象。此外角抵，競渡、青銅劍等文物，再現了生產勞動、部落戰爭和日常生活中古代體育的萌芽。
戰國至秦漢三國是中國封建社會的上升時期，統壹的多民族封建國家的產生，相對穩定的社會生活，為體育的勃興創造了有利的條件。這壹時期文物資料十分豐富，有墓葬壁畫、畫像石、畫像磚、陶俑及詩、賦等。其中漢代畫像磚是壹顆光彩奪目的明珠，記錄下諸多體育遊戲活動。
秦漢之時，百戲藝術已發展成眾多的表演節目，就漢畫磚中所見就有跳丸、飛劍、疊案、戲車、透飛梯、馴獸、馬術等。山東沂南出土的漢畫石反映了當時融合了講武之禮與各少數民族的樂舞雜技內容的綜合表演形式?百戲。從左至右，第壹部分是跳丸，也就是雙手舞弄小球，跳丸的動作講究流暢、輕快，歷代跳丸有三、七、九、丸。還有跳劍、尋幢也是生動活潑難度較大的表演。前者與跳丸相似，只是以劍代丸，後者又稱“緣幢”，通俗地講是用身體的頭、手等部位，撐起很高的長桿，頂部呈十字，在桿頂和橫桿兩端都有表演者。第二部分有十五人的樂隊，鼓、鐘、琴等樂器清晰可辨。第三部分是履索，履索可能是走鋼絲的前身，而古人履索的動作復雜，甚至倒之而行。《百戲圖》的第四部分是馬戲與喜車，這是壹種大型的雜技表演，它不僅需要高超的技藝，而且也需要過人的膽量。其它的壹些展品也生動地反映了各種表演項目，如：逆行連倒，即倒立行走。倒立的形式多種多樣，漢倒立俑陶奩是壹件很精彩的文物。此外類似鉆火圈的沖狹運動，象燕子躍掠過水面的燕濯活動，在《石棺雜技圖》中可見。
這個時期，蹴鞠活動十分盛行。這是壹種中國古代的足球遊戲。“鞠”為皮革縫制，另壹種是對抗性質的比賽。從畫像磚、石及肖形印中都有豐富生動的記載。而沙盤模型則使我們更直觀地了解這壹運動在漢代盛行的狀況。
西漢《導引圖》更是引入人勝，它圖示了壹整套的練習動作，如同我們當今練習各種拳、操的示意圖。這說明，人類已經開始逐漸提高了對自身價值的認識，強調通過鍛煉來抵禦外界的各種考驗。戰國時期諸多思想家的湧現，以及《黃帝內經》等書的出現，集中反映了中國古人已創立了獨特的對生命現象的認識方式。華佗的《五禽戲》，莊子的“行氣術”，東漢魏伯陽的《周易?參同契》，可謂珍貴的古代遺產，至今依然閃爍著不朽的光芒。
魏晉南北朝到隋唐五代，是封建社會高度發達的時代，古代體育由雛形走向初步定型。馬球、武藝、養生導引是比較突出的項目，隋唐的棋盤又足見當時棋藝的盛興。
馬球在這壹時期是最為吸引人的項目，館內除各種圖畫、陶俑、銅鏡、文字記載外，又特意制作了生動逼真的唐代打馬球的巨大沙盤模型。馬球在古代又稱擊球，唐代最為盛行，上到唐皇，下到士兵，都把它做為壹種經常性的活動。在唐代宮庭裏，女伎壹般都受過打球的訓練，她們主要是陪皇帝、貴族消遣。後蜀花蕊夫人的《宮詞》中說：“自教宮娥學打球，玉鞍初跨柳腰柔”。這種景象在擊球銅鏡和唐明皇擊球圖中都有記載。”
唐代相樸運動成為節日娛樂活動和重要的比賽活動。可以從石硯、敦煌壁畫、白描幡畫上的相撲畫了解這壹運動在隋唐的發展。南北朝時戰事紛紛，少數民族將騎術帶入軍中，唐代時，已盛行騎術和騎箭術。銅鏡及圖畫中的狩獵圖，恰是大詩人李白描述了“壹射兩虎穿，輕背落雙鳶”的高超技術的體現。此外，唐代人的字舞，以人做字，栩栩如生，正是古代大型團體操的雛形。
圍棋在我國的起源和發展，文獻中多有記載，望都出土的漢石制圍棋盤，隋代張盛基出土的磁制棋盤，以及《重屏會棋圖》、《仕女弈棋圖》，記述了圍棋的發展歷史及其開展的普遍性。
習武的傳統在我國根深化蒂固，從狩獵到“六藝”中的射箭，從大規模的武戲到“取士技才，必先弓馬”的武舉可見壹斑。今天的習劍主要以強體長壽、練氣凝神為主，逐步脫離了古時軍隊的訓練方法，走上了獨立發展的道路，成為中華民族武術的精華之壹。
宋代是古代蹴鞠發展的高潮時期，成為當時的表演節目，而且產生了不同的踢法。從宋太祖蹴鞠圖、兒圖蹴鞠、宋代蹴鞠紋象牙筆筒，到元代蹴鞠銅鏡上男女對練的形象，與“若道是成就了洞房中惜玉憐香，六皮兒香皮做煙眷”詩句相吻合。明代婦女、兒童依然喜好此活動，但朝廷已出現過禁止踢球的命令。
縱觀中國古代體育的發展，從有限的被保存和挖掘出的文物，使我們領略到中國體育演變的輝煌歷史。