第三展室陈列是由汉至宋代的各种书法字体名碑。篆书有唐《美原神泉诗序》等，隶书有汉《曹全碑》等，楷书有唐《臧怀恪碑》等，行书有唐《慧坚禅师碑》等，草书有隋《智永千字文碑》、唐《怀素千字文》、张旭《肚痛帖》等，都是驰名中外的书法瑰宝。
第四展室陈列的是宋至清代名书法家苏轼、黄庭坚、米芾、赵孟頫等的诗文书迹，以及明清时期有珍贵史料价值的碑石。还有一部分宋至清代的各种线刻画，其中宋刻《唐太极宫残图》《唐兴庆宫图》，清刻《太华山全图》《关中八景》等，对研究古代建筑和旅游胜迹都有参考价值。
第五展室陈列宋、元、明、清各代的地方史料碑石，以清代的居多。其中许多碑石记述了修庙、记功、拨田、赡学、修渠等内容，是研究当时社会和地方历史的资料，并且在书法艺术上也有一定价值。
第六展室陈列的石碑，除少数是元、明人士的诗文作品外，大部分是清代的诗词歌赋。其中元赵孟頫的、明董其昌、清康熙帝及林则徐所书的石碑等，都是难得的珍品。
第七展室陈列的是清代用《淳化秘阁帖》复刻的碑石，共145方。石刻两面，其内容有历代封建帝王、名臣及书法家的各种字体，更有王羲之和王献之的草书字。是不可多得的名碑帖。
西安碑林石刻艺术室建于1963年，匾额为陈毅元帅所题，展陈内容主要为自汉代至明清的陵墓石刻。其中东汉双兽、汉画像石砖、唐李寿石椁及墓志、昭陵六骏等，雕刻手法多样，风格各异，是不同历史时期石刻艺术中的精品。
新石刻艺术馆以“长安佛韵”为展陈主题，共展出约150件北魏至宋代的石刻造像，代表了史上长安佛教艺术的最高水平。陈列分为造像碑区、造像区、大型造像区，全方位阐释了长安模式下佛教造像的典型样式和艺术风格。
据统计碑林博物馆藏品以历代碑石、墓志及石刻造像为主， 有记载的西安碑林博物馆藏品有件/套，其中珍贵文物2264件/套。
西安碑林博物馆重要藏品包括汉《曹全碑》、颜真卿《多宝塔碑》、唐太宗昭陵六骏石刻等 颜氏家庙碑。这些历史文物是华夏历史溯源研究的基础，是华夏文化的瑰宝。
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