为了向社会各界和中心官兵普及航天知识，弘扬中心组建以来孕育形成的“两弹一星精神”、“载人航天精神”，宣传特有的航天文化，进一步弘扬爱国主义，增强民族自信心和自豪感，中国酒泉卫星发射中心特别建设历史展览馆。
总体上按照序厅、主展厅、中央体验厅、附展厅4大区域6个专题进行设计布展。序厅作为展览的开始，主要通过简洁大方的表现手法，展示基地的整体形象。主展厅以《鏖战大漠，拓荒天宇》为主题，沿着历史发展脉络，突出重大任务，穿插历史故事，展示基地艰苦创业、顽强拼搏、不辱使命的奋斗历程。
下设2大版块，分别介绍老基地的发展历程和新基地的建设成就。
中央体验厅是以航天梦为主题的大型虚拟体验厅，展厅设计成大型浩瀚宇宙空间穹顶和墙面，配合LED点光源模拟星光，同时设置长征火箭家族模型、神舟飞船返回舱实物、顶部悬挂空间站、卫星模型，如同徜徉在浩瀚的宇宙。
附展厅作为主展厅的补充，从不同侧面展示基地其他领域的建设情况和特色实践活动。
展览馆选用文物主要是发射中心组建以来留下的试验仪器、设备，发射中心创业初期重要领导人和官兵使用的生活用品和学习用具，发射中心发展历史进程中相关大事、要事的重要文献等等。
此次展览中专门陈列了神舟9号返回舱、主伞、座椅等珍贵实物，制作了1:10长征系列各类火箭模型20枚、卫星模型10个，1:1天宫1号返回舱模型，在巨型LED屏播上放载人航天模拟动画，修建了航天VR体验舱。
