Der Antique Car Pavilion befindet sich auf der zweiten Etage des Shanghai Auto Museums und bietet Platz für rund 30 Fahrzeuge. „Car Collection“ ist die leitende Konzeptidee unter der die Autos in sieben Themenbereichen vorgestellt werden: „Age of Acceleration“, Age of Luxury“, „On the Road“, „The Swinging Sixties“, „Economy Cars“, „Chinese Mobility“ und „Dream Machines“. Der Idee der „Car Collection“ folgend können die Autos aus den jeweiligen Themenbereichen jederzeit flexibel ausgetauscht werden.