Экспозиция разбита на четыре больших раздела: Сталин и Царицын, последствия гражданской войны и переименование Царицына в Сталинград, Сталинградская битва и послевоенный город, и его переименование в Волгоград. Центральное место в ней занимают фотографии и документы, которые связаны с посещением Сталиным города.
В музее представлены уникальные фотографии, архивные документы и многочисленные предметы музейной коллекции. В одном из залов над картой военных действий склонился выполненный в полный рост сам генералиссимус в военной амуниции. Есть в музее и головной убор Иосифа Сталина.
Сотрудники музея принимали непосредственное участие в создании экспозиции "Сталин и Сталинград", свой вклад внесли и рядовые волгоградцы, которые приносили фотографии, письма и документы, связанные с пребыванием Сталина в городе на Волге.
