Музейный комплекс включает в себя двухэтажный каменный дом с башней, стоящей в стороне от основного здания, каменный флигель и усадебный парк. В коллекции музея представлен большой комплекс мемориальных вещей: одежда, книги, рукописи, портреты, мебель, бытовые вещи.
В настоящее время выставка, посвященная жизни и деятельности С. В. Ковалевской, располагается в мемориальном флигеле, а в главном усадебном доме экспонируются временные выставки. Полибинский музей является единственным в мире музеем С. В. Ковалевской.