Музей размещён в шести залах и владеет тысячами экспонатов, среди которых личные вещи москвичей и красноармейцев, оружие, фотографии и документы. В зале №1 можно узнать о первых месяцах войны, эвакуации населения и ключевых сражениях. В зале №2 выставлены средства, защищавшие Москву от немецкой авиации. Особое место здесь отведено подлинному заградительному аэростату. Зал №3 вмещает одну из крупнейших выставок музея. Она знакомит с подвигом солдат Красной Армии на защите Москвы. Здесь представлена коллекция оружия, обмундирование, личные вещи, награды. Также представлена экспозиция, посвящённая труженикам тыла. Зал №4 посвящён контрнаступлению под Москвой. Среди экспонатов главное место занимает оружие и военная техника. Зал №5 — обширная экспозиция под названием «Победа». Она демонстрирует боевой путь до Берлина тех частей, которые начали боевой путь под Москвой. В зале собраны награды командиров и бойцов, а также подлинные предметы быта солдат. В зале №6 более подробно рассказано о личностях, участвовавших в Битве за Москву. Здесь увековечена память командующих, павших бойцов и подростков, добровольно ушедших на фронт.