Основная экспозиция музея, охватывающая военную историю Воронежа, называется «Воронеж – город воинской славы» и занимает самый большой демонстрационный зал. В фойе музея оформлен Зал памяти, рассказывающий о героях обороны Воронежа в годы Великой Отечественной войны. На втором этаже музейного здания располагаются выставочные площадки, демонстрирующие награды, знаки различия и образцы обмундирования русских воинов, а также уникальные экспонаты, повествующие об истории городского аэроклуба. Конференц-зал и коридоры музея заняты тематическими живописными и графическими экспозициями. На площадке перед музеем представлены образцы военной техники.
