В музее работают экспозиция «Родная природа», постоянная экспозиция  «История Брестчины от  первобытнообщинного строя до первой четверти ХХ века».

Природные богатства нашей области представлены натуральными экспонатами, диорамами, фотографиями. Экспозиция размещена в трех залах. Знакомство начинается с физико-географической характеристики Брестчины, особенностями рельефа, основными типами почв области.

Характеристика древнейших геологических эпох, этапов формирования жизни на Земле представлена графическими рисунками, окаменелостями. Особый интерес у посетителей вызывает монтаж левой передней конечности мамонта, достигающей в высоту 3,5 м и позволяющей представить размеры самого крупного млекопитающего, жившего в четвертичном периоде Кайнозойской эры.

Бурные геологические процессы, протекавшие на территории Брестской области, способствовали формированию различных полезных ископаемых. В экспозиции представлены основные виды полезных ископаемых Брестской области – образцы гранита, торф, минеральные воды. Карта-схема «Месторождения полезных ископаемых» дает представление о размещении ископаемых на территории области.

Для характеристики основных природных ландшафтов области и их обитателей используется  диорамный метод показа. Посетитель может увидеть местных животных и птиц в ряде разделов - ландшафтные комплексы «Берег реки», «Озеро», «Болото», «Луг»,  а также в диорамах, посвященных такой особенности нашего климата, как сезонность. Основные типы лесов Брестчины, и их обитатели показаны на примере крупнейшего в Европе лесного массива Беловежская пуща. Диорама «Лес» размещена в отдельном зале музея. Здесь же дана информация о Национальном парке Беловежская пуща, а также об основных природоохранных территориях Брестской области.

Особое внимание в экспозиции уделяется вопросам охраны окружающей среды. Посетители знакомятся не только с видами растений и животных, нуждающихся в охране, но и с основными направлениями государственной политики в области охраны природы и окружающей среды, с мерами направленными для восстановления экологического баланса нашей Планеты. Специальные диорамы «Пейзажи будущего» позволяют посетителям   задуматься об их отношении к природе, о тех последствиях, к которым может привести производственная деятельность человека.

18 сентября 2012 года открыта постоянная экспозиция «История Брестчины от  первобытнообщинного строя до первой четверти ХХ века». Она размещена в шести залах на площади 316 кв.м. В экспозиции представлено более 2000 экспонатов, многие из которых экспонируются впервые.

Первый зал посвящен истории Брестчины периода первобытнообщинного строя (Х тыс. до н.э. – VIII в. н.э.). Основными экспонатами зала являются археологические материалы. Особое место в раскрытии древней истории края занимают карта «Памятники каменного и бронзового веков на территории Брестчины», комплекс археологических находок поселений у деревень Мотоль и Тышковичи Ивановского района, схема «Лента времени» со сменяемыми культурам железного века, дополненная рисунками глиняных сосудов, характерных для различных культур, и рисунками-реконструкциями мужского и женского костюмов. Здесь же представлены археологические находки лужицкой, милоградской, зарубинецкой, вельбарской, пражской культур.

Удачной находкой художественного решения являются вращающиеся фрагменты амфоры культуры шнуровой керамики.

Центральное место в зале занимает озвученная диорама «Неолитическое поселение охотников и рыболовов на р. Ясельда IV – III тыс. до н.э.».

Посетители музея имеют возможность познакомиться в зале с проведением археологических исследований на территории Брестской области через видеофильмы.

Истории Брестчины в эпоху раннего средневековья (IХ – ХIII вв.)    посвящён второй зал экспозиции. Научные разработки сотрудников музея, отдела археологии  Института истории Национальной Академии наук Республики Беларусь и Брестского государственного университета им. А.С.Пушкина нашли отражение в авторских работах – реконструкциях (костюмы дреговичей ХII – ХIII вв., генеалогическая таблица туровских и пинских князей). Из восьми сохранившихся в Беларуси каменных идолов в экспозиции представлены два, обнаруженные в 1970 году у деревень Залузье и Грабовцы Жабинковского района.  На фоне изображения древнего Пинска и реконструкции замка в Каменце конца ХIII – начала ХIV вв. представлены археологические  материалы, найденные при раскопках Берестья,  Пинска, Каменца, Франополя и Городища. Значительное место в зале занимает реконструкция восточнославянского воина ХII – ХIII вв.

Интересно решен тематико-экспозиционный комплекс, посвященный процессу христианизации и культуре белорусских земель. Он раскрывается через икону «Святые преподобные Кирилл и Мефодий», памятную монету «Крыж Еўфрасінні Полацкай», муляж страницы Туровского Евангелия, изображение самшитового гребня с азбукой-кириллицей.

В третьем зале рассказывается об истории Брестчины в составе Великого княжества Литовского и Речи Посполитой (ХIV – ХVIII вв.). Зал условно делится на две части. Первая часть посвящена истории Берестейской земли в составе  Великого княжества Литовского (ХIV – ХVI вв.),  вторая - истории Берестейской земли в составе Речи Посполитой.( середина ХVI – ХVIII вв.). Готические своды зала, хоругвь с изображением герба Великого княжества Литовского “Погоня”, рыцарские доспехи, образцы вооружения, одежды, мебели, клады монет ХV – ХVIII вв.,  Страдечский клад серебряных поясов, украшений и кубков передают колорит эпохи средневековья.

Внимание посетителей привлекают действующая реконструкция печатного станка ХVI в., интерьер Ружанского дворца Сапегов ХVIII в.

Экспозиция четвёртого и пятого залов раскрывает раздел “Брестчина в составе Российской империи (1795 – 1900 гг.). Темы “Присоединение Брестчины к Российской империи”, ”Война 1812 года”, “Общественно-политическое движение и социально-экономическое развитие в крае” раскрываются через документы, карты, образцы военной формы и вооружения русского и австрийского солдата начала ХIХ века, фрагмент интерьера гостиной белорусского шляхтича 1-й половины ХIХ века, диораму хутора Заосье, где родился известный поэт Адам Мицкевич, мундир сенатора Российской империи и вооружение крестьян, участвовавших в восстании 1863 – 1864 гг.

В больших витринах, украшенных в верхней части фрагментами архитектурного декора гостиного двора Брест-Литовска  показана тема города и городской жизни конца ХIХ – начала ХХ века. Экспозицию залов удачно дополняет настенная роспись с изображением улиц Тополёвой и Белостокской, на которой помещены подлинные открытки городов и местечек Брестчины конца ХIХ – начала ХХ вв.

В теме “Развитие транспорта” значительное место в экспозиции занимает реконструкция купе пассажирского вагона 1912 года с использованием слайд-шоу по маршруту Брест-Литовск – Лунинец.

Шестой зал охватывает период 1900 – 1921 гг. Центральное место в экспозиции занимает комплекс материалов по 1-й мировой войне и  заключению Брестского мирного договора. Особое внимание привлекает  инсталляция окопа, макет дирижабля, подлинные оружие, награды, документы и фотографии. Завершает экспозицию зала тема “Советско-польская война 1919 – 1921 гг. Рижский мирный договор”.

Связующим элементом экспозиции является  галерея литографий “Исторические личности Беларуси”, созданная художниками Валентином Ивановичем и Лилией Ахтямовной Вареца. 28 авторских литографий объединены в 8 тематико-хронологических блоков.

28 января 2016 г. была открыта вторая очередь экспозиции «История Брестчины с 1921 г. до начала XXI века». Она разместилась в трёх залах площадью 120 кв. м. В экспозиции представлены более 800 предметов из различных коллекций.

В разделе «Брестчина в составе Польского государства (1921 – 1939 гг.)» показаны предметы быта, документы, фотографии того времени. Посетители смогут пройтись по плитке «трилинке» одной из улиц Бреста-над-Бугом, увидеть реконструкцию телефонной будки с подлинным телефонным аппаратом того времени, осмотреть реконструкцию тюремной камеры концлагеря Берёза-Картузская. Зал дополняет сенсорная панель с информацией об историческом прошлом нашего края и онлайн-викториной «Полесская ярмарка». Ответив на ряд занимательных вопросов можно получить виртуальные деньги на «покупку» различных продуктов и товаров (черевички, десяток яиц, корова и т. д.). 

В экспозиции «Брестчина в годы Второй мировой войны (1939 -1945 гг.)» кроме документов, оружия, военных наград, личных вещей участников подпольного, партизанского движения, оборонительных боёв начального периода войны и освобождения области можно увидеть реконструкцию первого воздушного тарана в небе в годы Великой Отечественной войны. Художественным решением темы оккупационного периода стали импровизированные «врата в ад», рассказывающие об истории уничтожения еврейского населения края. Тема «Освобождение Брестчины от немецко-фашистских захватчиков в 1944 году» дополнена панорамной авторской росписью.

В разделе «Брестчина в составе БССР (1944 – 1990 гг.)» представлены подлинные документы, фотографии о социально-экономическом и культурном развитии области, промышленные изделия заводов и фабрик края 1950-1980-х гг., материалы о наших выдающихся уроженцах. В зале разместился фрагмент интерьера кабинета первого секретаря Брестского обкома партии П.М. Машерова с подлинной мебелью, личными вещами и электронным интерактивным «окном», где можно увидеть самые интересные страницы жизни Брестчины того времени. Особое внимание уделено интерьеру центрального универсального магазина г. Бреста 1960 - 1980 гг. Подлинные вещи эпохи советского периода можно увидеть на прилавках универмага. 

Раздел «Край в составе Республики Беларусь 1991 – 2000-е гг.» представлен различного рода подлинными экспонатами на фоне авторской настенной росписи, посвящённой возрождению историко-культурного наследия, дополненной видеомонитором, демонстрирующим достижения Брестчины на современном этапе.