Холм Двин и его окрестности были заселены с III тысячелетия до н. Э. В 1958 г. текущими раскопками под культурными слоями цитадели IX – XIII веков было обнаружено поселение эпохи поздней бронзы и раннего железа.

Раскопками открыты ремесленные мастерские и культовые строения, относящиеся к началу I тысячелетия до н. э., металлолитейная мастерская и 4 капища. Последние являлись обширными помещениями с каменным полом и глинобитными стенами. Плоские кровли опирались на деревянные столбы.

В первой половине VIII в. до н. э., вследствие военных походов царя Аргишти I, погибли Двин и многочисленные поселения Араратской долины.

В экспозиции представлены:

• уникальное собрание археологических находок из Двина
• глиняные стенки алтарей из интерьеров капищ, сооруженных в традициях жилой доурартской архитектуры, с удивительно сложными рельефными композициями и следами «вечного» огня
• огромные, культовые, чернолощеные карасы, глиняные сосуды
• каменные фаллосы, символизирующие плодородие.