Afstøbningssamlingens ca. 2150 værker fordeler sig over tre etager i Vestindisk Pakhus. Der er til stadighed blevet flyttet rundt på skulpturerne efter skiftende behov, men grundlæggende er de væsentligste grupper opstillet som følger:
Stueetagen, forhus mod vandet
Her vises bl.a. store værker indenfor den klassiske og hellenistiske bygningsskulptur. Den vestlige af Olympiagavlene (Grækenland), dele fra Parthenonfrisen (London & Athen), og udvalg fra Mausoleet i Halikarnassos (London) og fra Pergamonalteret (Berlin).
En del andre skulpturer er også opstillet her, bl.a. den hellenistiske Venus fra Milo.
Første sal, forhus mod vandet
Går man til venstre ses hovedværker fra græske helligdomme, som var en vigtig del af det offentlige rum i oldtiden (600 f. Kr. til 400 f. Kr.). De mange skulpturer illustrerer forskellige trin i den grundlæggende stiludvikling i fremstillingen af mennesket fra den ubevægelige og kantede begyndelse i arkaisk tid, frem til den klassiske periode, hvor den anatomisk korrekte, men stadig idealiserede stil, blev dominerende.
Går man til højre vises eksempler på nogle af de værker, der blev værdsat i renæssancen (1400- og 1500-tallet), især ved de italienske fyrsters hoffer, hvor antikken blev taget op som ideal. Magt og social position blev som noget nyt i renæssancen formidlet igennem antikkens skulpturtyper, og rytterstatuer så igen dagens lys. Her er det Andrea del Verrocchios Colleoni (Venedig) og Donatellos Gattamelata (Padova). De ses dog bedst fra 2. sal.
Første sal, baghus mod Toldbodgade
Til venstre (syd) vises arkaiske græske tempelgrupper samt et væld af både de græske og romerske værker, som samledes og opstilledes af datidens romerske villaejere. Statuer af politikere, der oprindeligt var offentlige hædersmonumenter, blev f.eks. nu tegn på ejerens dannelse.
I midten ses et udvalg af highlights fra mellemøstlige kulturer før den græske – dvs. assyrisk, sumerisk, ægyptisk, minoisk og mykensk kultur.
Anden sal, forhus mod vandet
Til venstre ses værker fra middelalderen (500- til 1400-tallet). I etagegennembruddet ses den store Mosesbrønd fra Dijon i Frankrig. Værket stammer fra år 1400 på overgangen mellem gotik og renæssance og er udført af den nederlandske Claus Sluter. Der ses også en del romanske (1100-tallet) og gotiske (c. 1145-1400-tallet) figurer fra store katedraler i Tyskland og Frankrig.
Hvis man går til højre, ses skulpturer fra den italienske renæssance, bl.a. en enestående samling på i alt 31 værker af Michelangelo. Her ses også tydeligt de to ovennævnte rytterstatuer.
I midten, ud mod havnen, er det kvadratiske rum bl.a. fyldt med skulpturer af Donatello.
Anden sal, baghus mod Toldbodgade
I venstre side en lang række buster opstillet i reoler, herunder et eksempel på, hvordan de antikke skulpturer oprindeligt kan have været bemalede.
I midten en kompakt opstilling af relieffer fra den romerske kejsertid, bl.a. fra Titusbuen på Forum Romanum i Rom og fra Trajan-søjlen.
I højre side vises franske værker fra 1500-tallet, bl.a. et gravmæle fra ca. 1550 med de liggende figurer af kong Francois I og dronning Claude samt fra samme gravmæle en knælende figur af samme dronning (Saint-Denis-katedralen, Paris). Desuden ses Jean-Antoine Houdons portræt af den siddende Voltaire fra 1781 (Théatre Français, Paris).
