Основная экспозиция - "Воронеж – город воинской славы" находится в большом демонстрационном зале и раскрывает музейными средствами военную историю Воронежа с древнейших времен до наших дней. В фойе расположен Зал памяти, посвященный героям обороны Воронежа в годы Великой Отечественной войны. На втором этаже расположен зал, в котором демонстрируются образцы обмундирования, знаки различия и награды русского воинства различных исторических периодов. В другом зале на втором этаже демонстрируются уникальные экспонаты, ракрывающие историю Воронежского аэроклуба. Кроме того, в коридорах и конференц-зале Центра представлены тематические экспозиции живописи и графики. На площадке второго этажа размещена экспозиция, посвященная истории военно морского флота.
"Музей-диорама" имеет филиал – мемориал на Чижовском плацдарме.
Центр регулярно организует выставки, приуроченные к памятным датам, а также временные экспозиции на основе частных собраний. При нем действует кинолекторий с видеотекой военных фильмов, библиотека изданий военно-патриотической направленности. На базе Центра проводятся различные воспитательные и просветительные мероприятия, тематические и творческие вечера, конференции и круглые столы. Ежегодно музей посещают до 100 тыс. человек. Директор – контр-адмирал в отставке, военный писатель Николай Никифорович Титоренко.