Навуковая канцэпцыя пастаяннай экспазіцыі музея была распрацавана ў 1981-1984 гг. навуковымі супрацоўнікамі В. Траццяковай, Э. Хазіным. Аўтарамі мастацкага афармлення экспазіцыі сталі мастакі – Д. Гліва, Г. Івакін.
Пастаянная і часовыя экспазіцыі Музея баявой славы размешчаны ў пяці экспазіцыйных залах.
Першая зала музея знаёміць наведвальнікаў з гераічнай абаронай Полацка ад гітлераўскіх захопнікаў (27 чэрвеня – 16 ліпеня 1941 года), а таксама з жыццём горада і палачан у перыяд нацысцкай акупацыі (ліпень 1941 – ліпень 1944 гадоў).
Сярод экспанатаў залы – дакументы, рукапісы па арганізацыі абароны г. Полацка ад гітлераўскіх захопнікаў, фатаграфіі і асабістыя рэчы ўдзельнікаў абароны г. Полацка, Полацкага патрыятычнага падполля і палачан-удзельнікаў бітвы за Маскву.
У экспазіцыі, якая адлюстроўвае акупацыйны рэжым у Полацку, прадстаўлены нямецкія дакументы, фатаграфіі вязняў. Адзін з найбольш каштоўных экспанатаў – роба вязніцы канцлагера "Асвенцым" палачанкі В. Г. Зелянкевіч з нумарам "700098".
Другая зала музея – «Партызанскі рух на Полаччыне». Экспазіцыя асвятляе арганізацыю і баявую дзейнасць партызанскіх атрадаў і брыгад Полацкага рэгіёна, дзейнасць партызанскіх медыкаў. Тут наведвальнік узнае пра Полацка-Лепельскую партызанскую зону, пра аперацыю па выратаванні дзяцей Полацкага дзіцячага дома.
У экспазіцыі прадстаўлены фатаграфіі, баявыя дакументы, прадметы рыштунку, асабістыя рэчы, узнагароды ўдзельнікаў баёў. У экспазіцыі можна ўбачыць асабістыя рэчы легендарных партызанскіх камандзіраў – М. С. Пруднікава, Д. В. Цябута, П. М. Кісялёва і інш.
Экспазіцыя трэцяй залы апавядае пра наступальную аперацыю «Багратыён», у ходзе якой тэрыторыя Беларусі была вызвалена ад нямецкіх войскаў, а таксама аб Полацкай наступальнай аперацыі як яе складовай часткі, у выніку якой быў вызвалены Полацк.
З 1 студзеня 2020 года трэцяя зала зачынена на рээкспазіцыю.
У чацвёртай зале музея размешчана часовая экспазіцыя "Друкаваны фронт". На выставе можна пазнаёміцца з агітацыйнымі матэрыяламі Савецкага Саюза і нацысцкай Германіі перыяду Другой сусветнай вайны – лістоўкамі ваеннага часу, плакатамі і газетамі.
Пятая зала музея знаёміць наведвальнікаў з часовай экспазіцыяй "За мужнасць і гераізм... Узнагароды Вялікай Перамогі", прысвечанай нашым землякам – афіцэрам і салдатам, работнікам савецкага тылу і партызанам, іх ратнаму і працоўнаму подзвігу ў гады вайны. На выставе прадстаўлены ўзнагароды палачан: ордэны і медалі, якія даюць уяўленне аб савецкай узнагароднай сістэме ў гады Вялікай Айчыннай вайны. Дапаўняюць экспазіцыю дакументы, фатаграфіі, лісты з фронту, ваенная амуніцыя, асабістыя рэчы палачан – удзельнікаў Вялікай Айчыннай вайны. Большасць з музейных прадметаў упершыню прадстаўлены ў музейнай экспазіцыі.
Штогод Музей баявой славы рыхтуе для наведвальнікаў часовыя экспазіцыі, якія дапаўняюць і пашыраюць уяўленні аб важкім укладзе палачан у Вялікую Перамогу, раскрываюць новыя старонкі мінулай вайны. У перыяд 2010-2020 гг. калектыў музея прэзентаваў часовыя экспазіцыі музея: "Палачане –кавалеры палкаводчых ордэнаў", " Вялікая Перамога. Памяць без тэрміну даўнасці", "Кошт акупацыі», “Курган Бессмяротнасці – 50 гадоў у гісторыі г. Полацка", "Полацкі гарнізон –100 гадоў у гісторыі беларускай арміі”, "Полацк 1944" і іншыя.