Ключевые моменты истории города Полевского, начиная с момента его основания, и Полевского района рассказывают четыре зала основной экспозиции музея. Многие предметы в разное время передавали в музей ветераны, краеведы и жители города.
В центральном зале, посвященном природе и археологии Полевского района, стоит обратить внимание на коллекцию минералов, собранную в этих благодатных местах, значимый для археологов клад горы Азов, найденный в 1940 году, и «косу Хозяйки Медной горы», поднятую с 300-метровой глубины.
Хроника развития Полевского от основания города до сегодняшнего времени развернута в двух залах. Экспозиция «История Полевского до ХХ века» любопытна артефактами заводской империи Турчаниновых, предметами быта полевчан конца XIX – начала XX веков и изделиями народных промыслов, характерных для Полевского края. В зале «История Полевского первой половины XX века» можно узнать о роли полевчан в Великой Отечественной войне, в том числе о шести Героях Советского Союза из Полевского района.
Визитная карточка музея – отдельный «Бажовский» зал (экспозиция «Семья Бажовых в Полевском заводе. Полевской сказовый»). Макеты, мебель, книги и фотографии напрямую связаны с личностью знаменитого уральского писателя, а с подарка П. П. Бажова – издания его сказов – начинался музей.