Bảo tàng Chiến thắng lịch sử Ðiện Biên Phủ được thiết kế dạng hình nón cụt, phần trang trí xung quanh được tạo hình quả trám tượng trưng như tấm lưới ngụy trang của chiếc mũ anh bộ đội, gồm 1 tầng hầm và 1 tầng nổi.

Phần trưng bày được bố trí ở tầng nổi của Bảo tàng có diện tích trưng bày rộng 1.250m2 với gần 1 nghìn tài liệu, hiện vật (nhiều chất liệu), hình ảnh, bản đồ... Đây được đánh giá là khu trưng bày hiện đại, tổ chức khoa học và mỹ thuật với sự hỗ trợ của kỹ thuật và công nghệ tiên tiến.

Phần trưng bày này được sắp xếp theo trình tự thời gian, có sự đan xen với lối trưng bày theo bộ sưu tập hiện vật, đã thực sự đáp ứng được cấu trúc chung và yêu cầu nội dung của chiến thắng Điện Biên Phủ.

Lộ trình tham quan gồm không gian chung với 5 chủ đề: Sơ lược cuộc kháng chiến chống Thực dân Pháp xâm lược; Chiến dịch Điện Biên Phủ (âm mưu của Thực dân Pháp, chủ trương của ta, diễn biến chiến dịch Điện Biên Phủ); Tác động của chiến thắng Điện Biên Phủ đối với trong nước và thế giới; Sự giúp đỡ của nhân dân thế giới trong chiến dịch Điện Biên Phủ và Tôn vinh.

Tại mỗi không gian trưng bày, ngoài tài liệu, hiện vật là phối cảnh không gian bằng các mô hình người, vật, đồ vật, cây cối... Có thể kể tới những không gian nổi bật như: phối cảnh kéo pháo vào trận địa, vận chuyển lương thực, phá đá mở đường...

Đây thực sự là một nội dung trưng bày quan trọng, rất sinh động đã cho thấy sự chuẩn bị kỹ lưỡng cho chiến dịch, yếu tố quan trọng góp phần làm nên chiến thắng, cũng là một trong những kỳ tích của quân và dân ta trong trận đánh này.

Một không gian khác cũng nổi bật không kém là phần trưng bày về công tác quân y với các mô hình bác sĩ, y tá chăm sóc thương binh trong các hầm trú ẩn, cho thấy thực tế đau thương của chiến tranh, sự khốc liệt của súng, pháo và bom mìn. Sâu sắc hơn, đó là những nỗ lực, chiến công thần kỳ của công tác quân y khi cứu chữa và trả về các đơn vị hơn 5 nghìn thương binh, có thể tiếp tục chiến đấu.

Đặc biệt, tại Nhà trưng bày đã tổ chức trưng bày một số loại pháo như Sơn pháo, Cao xạ, pháo 105mm, pháo H6. Pháo 105mm và pháo H6 là những vũ khí hạng nặng lần đầu tiên được sử dụng, đã đem lại hiệu quả bất ngờ và gây những thiệt hại trầm trọng cho Pháp.

Mặc dù là lần đầu tiên ta sử dụng pháo 105mm nhưng đã đánh những đòn phủ đầu hoàn hảo, giúp mở cửa cho bộ binh tiến lên đánh chiếm các cứ điểm và pháo H6 đã giáng những đòn chí tử cho Pháp, đẩy nhanh sự sụp đổ của Tập đoàn cứ điểm Điện Biên Phủ.

Điểm nhấn vô cùng ấn tượng đối với du khách, toàn bộ phía trong tầng 2 của nhà bảo tàng được thiết kế bức tranh panorama, tái hiện lại toàn bộ chiến dịch Điện Biên Phủ bằng những bức tranh được vẽ liên hoàn trên tường trong cùng một không gian và phần trưng bày ngoài trời xung quanh khuôn viên Bảo tàng đã tạo thành một hệ thống trưng bày, tham quan logic, khoa học, hợp lý, đảm bảo điều kiện làm việc, tổ chức các sự kiện, khai thác và phục vụ du khách tham quan, phục vụ tốt công tác nghiên cứu và học tập của các cá nhân và tổ chức.

Thông qua các tài liệu, hiện vật tại Bảo tàng, một thông điệp của các thế hệ cha anh đã được chuyển tải đến lớp lớp các thế hệ đi sau đó là: Bằng lòng quả cảm và trí tuệ vô song, bằng mưu lược quân sự đã được nâng tới tầm nghệ thuật, được hun đúc bởi lòng yêu nước nồng nàn, chính nghĩa và lịch sử mấy ngàn năm giữ nước; bằng sự hy sinh anh dũng của bao anh hùng liệt sỹ, chiến sỹ, sự đóng góp xương máu của đồng bào; bằng sự hiệp đồng chặt chẽ của các dân tộc anh em, sự ủng hộ của dư luận tiến bộ trên thế giới... dân tộc Việt Nam ta đã làm nên chiến thắng Điện Biên Phủ lừng lẫy năm châu, chấn động địa cầu.

Trong những ngày tháng 7 thiêng liêng này, bảo tàng Chiến thắng lịch sử Điện Biên Phủ thực sự là một điểm đến vô cùng ý nghĩa đối với mỗi du khách khi đặt chân tới mảnh đất Điện Biên anh hùng.