Буюк-мечеть – це дев'ятикупольний храм, побудований в 1494 році. Мечеть спорудили на фундаменті древньої християнської обителі. Це красива будівля, стіни якого повиті плющем і виноградною лозою. У різні роки тут розташовувалися: шпиталь, бібліотеку, друкарню. В даний час в цьому приміщенні знаходиться найстаріший в Болгарії Археологічний музей, заснований в 1879 році.

За роки існування музею була зібрана значних розмірів експозиція, яка нині нараховує понад 55 тисяч різних експонатів. Крім того, тут представлена найбагатша в країні колекція монет – більше мільйона зразків.

Перший поверх Археологічного музею присвячений предметів старовини фракійської, римської, грецької і візантійського періодів болгарської історії. Це зразки мозаїки з собору Святої Софії часів раннього християнства, фрагменти римських і грецьких гробниць – саркофаги знатних панів, надгробні плити (наприклад, виявлена в ході археологічних розкопок р. Софії плита III-IV століть і римський саркофаг II-III століть, знайдений в околицях міста Ловеч), статуетка оленя з бронзи, датована VIII століттям до н. е. і ін

Одна з головних музейних цінностей у цій експозиції – Вулчитрунское скарб – тринадцять золотих фракійських судин вагою 12, 5 кілограмів. Історики припускають, що стародавні жерці використовували їх в ритуальних цілях. Експонати представлені в окремому приміщенні, що охороняється.

У колекцію першого поверху входить також знайдена в місті погоди статуя бога Аполлона. Вона виготовлена з бронзи, покрита позолоттю. У статуї відсутня частина ноги і обидві руки. Болгарські вчені вважають, що скульптор був учнем великого давньогрецького майстра Праксителя. Представляє інтерес і статуя «Відпочиваючий сатир». Вона була виявлена в селі Рибен, недалеко від міста Плевен. Передбачається, що вона є точною копією однієї зі скульптур Праксителя.

Велике враження на відвідувачів справляє копія статуї Мадарського вершника, виконана в натуральну величину. Оригінал висічений в скелі недалеко від селища Мадара.

На другому поверсі музею представлені зразки періоду неоліту: знаряддя праці, глиняний посуд, зброю та ін. Також тут можна побачити колекцію ікон і фрагменти старовинних фресок.