马王堆汉墓在省博物馆院内。1972年至1974年先后在市区东郊浏阳河旁的马王堆挖掘出土。一号汉墓出土的女尸，时逾2100多年，形体完整，全身润泽，部分关节可以活动，软组织尚有弹性，几乎与新鲜尸体相似。它既不同于木乃伊，又不同于尸腊和泥炭鞣尸。是一具特殊类型的尸体，是防腐学上的奇迹，震惊世界，吸引不少学者、游人观光。女尸经解剖后，躯体和内脏器官均陈列在一间特殊设计的地下室内。
马王堆三座汉墓共出土珍贵文物3000多件，绝大多数保存完好。其中五百多件各种漆器，制作精致，纹饰华丽，光泽如新。珍贵的是一号墓的大量丝织品，保护完好。品种众多，有绢、绮、罗、纱、锦等。有一件素纱禅衣，轻若烟雾，薄如婵翼，该衣长1.28米，且有长袖，重量仅49克，织造技巧之高超，真是天工巧夺。出土的帛画，为我国现存最早的描写当时现实生活的大型作品。还有彩俑、乐器、兵器、印章、帛书等珍品。
一号汉墓的彩绘漆棺，色泽如新，棺面漆绘的流云漫卷，形态诡谲的动物和神怪，体态生动，活灵活现，具有很高的艺术水平。三号墓出土的10多万字的大批帛书，是不可多得的历史文献资料。帛书的内容涉及古代哲学、历史、和科学技术许多方面。经整理，共有28种书籍，12万多字。另外还有几册图籍，大部分都是失传的佚书。二号汉墓出土的地形图，其绘制技术及其所标示的位置与现代地图大体近似，先后在美国、日本、波兰等国展出，评价极高，誉为“惊人的发现”。
马王堆汉墓遗址位于长沙市东郊，距市中心四公里。因传为楚王马殷的墓地，故名马王堆。三座汉墓中，二号墓的是汉初长沙丞相畎侯利苍，一号墓是利苍妻，三号墓是利苍之子。三座墓中以一号墓规模最大，墓坑南北长19.5米，东西宽大17.8米,深16米。现在一、二号墓坑已经填塞，三号墓坑经过整理加固，保存下来，并新建了大跨度的顶棚，供人们参观。