二里头遗址位于河南省洛阳市偃师区二里头等村之间，地处洛阳盆地中部，中心区现存300万平方米。主体遗存属于约公元前1800～前1500年的二里头文化。遗址中心区由多条纵横交错的主干道路和两侧墙垣规划成多网格布局，宫殿区居中，官营作坊区、祭祀区分居南北侧，贵族聚居和墓葬区拱卫在宫殿区四周。遗址整体规模宏大、严谨规整、层次分明、秩序井然，标志着中国古代王朝礼制的形成，被认为是文献中记载的夏王朝都城。2024年9月，中国考古博物馆对二里头展区进行升级改陈，通过模型复原、长墙图文、展品调整等方式，展现夏都二里头遗址的王朝气象。
二里头一号宫殿基址发现于1960年，面积约1万平方米，是一座规模宏大、结构复杂的大型宫室建筑。一号宫殿基址是由主殿、廊庑、大门和庭院组成的建筑群。平面整体近方形，东北一隅凹缺。主殿坐北朝南，前面是空旷宽阔的庭院。大门位于南廊中部，门塾有三条通道。
本次改陈统筹考古学、古建筑学专家的复原意见，制作了二里头遗址一号宫殿基址的复原模型，使观众能够更加直观地感受夏王朝的宫殿建筑。
仰韶文化发现以后，徐中舒先生通过研究认为仰韶为虞、夏民族的遗迹。此后还有学者将龙山文化与夏文化联系起来。1959年，徐旭生先生在率队踏查“夏墟”的过程中发现了二里头遗址。夏鼐先生给出了审慎的意见，他分析认为：“如果事实上夏、商二文化并不像文献上所表示的那样属于两种不同的文化，那么这里中期和早期便有属于夏文化的可能了。”1977年，更多的碳十四测年数据公布，有学者据此认为二里头遗址很有可能是夏代的重要文化遗址。同年，在“登封告成遗址发掘现场会”上，邹衡先生肯定夏文化相当于二里头文化一至四期。后来他对自己的观点继续加以阐释，形成了“二里头文化就是夏文化，也就是夏王朝所属的考古学文化……二里头文化第一、二、三、四期都是夏文化，而非先商文化或者早商文化”的论断。
本次改陈充分利用展厅空间布局，设计长墙图文，通过“夏文化探索”、“夏世系表”、“二里头遗址发掘历程”、“王朝实证”等板块，展现二里头文化与夏文化研究的探索历程。
“铜礼器”、“铜工具与武器”、“玉礼器”、“乐器”、“陶器种类”、“陶器工艺”、“陶器随葬品”，本次改陈按主题对展品进行了调整，并在展柜内部配合相应的图文解说，尤其是对铜酒礼器、玉璧戚、陶下水管道等重要展品进行了专门介绍。本次改陈特别将二里头M4、M17两墓出土陶器随葬品作集中展示，充分体现考古学能够提供器物出土背景信息的优势。