Bảo tàng Lịch sử Quân sự Việt Nam là một trong 6 bảo tàng quốc gia và là bảo tàng đầu hệ của hệ thống bảo tàng quân đội. Bảo tàng hiện đang trưng bày và lưu giữ hàng vạn hiện vật, trong đó có nhiều hiện vật quý, đặc biệt là 04 bảo vật quốc gia, gồm: (Máy bay MiG-21 số hiệu 4324; Máy bay MiG-21 số hiệu 5121, Tấm Bản đồ Quyết tâm chiến dịch Hồ Chí Minh; Xe tăng T-54B số hiệu 843).

Hệ thống trưng bày của bảo tàng giới thiệu hàng nghìn hiện vật, hình ảnh, tài liệu khoa học bổ trợ, phim tư liệu, sa bàn phản ánh lịch sử quân sự Việt Nam qua hàng nghìn năm dựng nước và giữ nước của dân tộc; nội dung trưng bày  được giới thiệu theo tiến trình lịch sử, như: Lịch sử Quân sự Việt Nam từ thời Hùng Vương - An Dương Vương đến trước năm 1930; Lịch sử Quân sự Việt Nam giai đoạn 1930 -1953; Chiến cuộc Đông Xuân 1953-1954 và Chiến dịch Điện Biên Phủ; Lịch sử Quân sự Việt Nam giai đoạn 1954-1968; Lịch sử Quân sự Việt Nam giai đoạn giai đoạn 1969-đầu năm 1975; Cuộc Tổng tiến công và nổi dậy Xuân 1975; Lịch sử Quân sự Việt Nam giai đoạn từ sau năm 1975 đến nay.

Ngoài ra, Bảo tàng có các phòng trưng bày, như: Chuyên đề Vũ khí thô sơ tự tạo Việt Nam trong Chiến tranh giải phóng (1945-1975); Chuyên đề Đường Trường Sơn-đường Hồ Chí Minh (1959-1975); Chuyên đề Bà mẹ Việt Nam anh hùng; Chuyên đề Thế giới ủng hộ Việt Nam kháng chiến và hệ thống trưng bày ngoài trời. Trong khuôn viên Bảo tàng có di tích Cột cờ Hà Nội với kiến trúc độc đáo, được xếp hạng di tích kiến trúc lịch sử quốc gia năm 1990.