Экспозиция музея боевой славы рассказывает о подвигах астраханцев на фронте и тылу. За годы своего существования музей претерпел три реконструкции. В 1985 году, к 40-летию Победы, к существовавшим двум залам добавилось ещё пять, каждый из которых — определённый период в развитии и становлении Вооруженных сил страны из глубины веков до наших дней, неповторимая страница истории нашего государства и его армии в XVI–XX вв. Реконструкция музея проводилась при участии художников ленинградских комбинатов: живописно-оформительского искусства, декоративно-прикладного искусства, скульптурного комбината и работников Астраханских художественно-реставрационных мастерских.

Подлинные музейные предметы: документы, личные вещи участников событий дополняются произведениями изобразительного искусства, скульптурами, моделями, макетами, образцами стрелкового оружия и военной техники периода Великой Отечественной войны и современного периода.

К 60-летию Победы в ВОВ в музее была создана новая экспозиция «Отчизны верные сыны» (8-й зал музея), в которой рассказывается об участии астраханцев в различных горячих точках и конфликтах.

В 2009 году к 20-летию вывода советских войск из Афганистана была открыта новая экспозиция «Афганская война и участие в ней астраханцев» (9-й зал).Ежегодно музей посещают свыше 60 тысяч человек, проводится свыше 600 экскурсий, свыше 220 мероприятий, более 120 кинолекториев, создается 12–15 передвижных и стационарных выставок.

В музее функционируют 9 экспозиционных залов общей площадью 881,1 кв. м, в экспозиции представлено 3 653 музейных предмета.

Отдельно можно выделить инновационную экспозицию «Погружение», наполненную медиа и компьютерным оборудованием. Экспозиция представляет собой лабиринт городской сталинградской квартиры периода Великой Отечественной войны, в четырех помещениях которой воссоздана реальная обстановка 40-х годов с использованием звуковых и световых спецэффектов.