Wystawę główną tworzą trzy bloki narracyjne: „Droga do wojny”, „Groza wojny” oraz „Długi cień wojny”. Ekspozycja przedstawia polskie doświadczenie wojny, wpisane w szerszy kontekst europejski i światowy. Została podzielona na 18 sekcji tematycznych, co odzwierciedla układ sal na wystawie.
Sercem Muzeum jest wystawa główna, zajmująca powierzchnię ponad 6 tys. m2, co czyni ją jedną z największych wystaw prezentowanych przez muzea historyczne na świecie. Zlokalizowana jest 14 metrów pod ziemią. To opowieść o tragicznym doświadczeniu II wojny światowej, o jej genezie i skutkach, o ofiarach i sprawcach, o bohaterach i zwykłych ludziach. Ma przypominać lekcję historii, której nie wolno nam zapomnieć.
Pierwszy z bloków tematycznych, zatytułowany "Droga do wojny", poświęcony jest genezie konfliktu. Duży nacisk został położony na ukazanie sił dążących do obalenia ładu wersalskiego – nazizmu, włoskiego faszyzmu, komunizmu i imperializmu japońskiego – jako czynników brutalizujących politykę i wpływających na świadomość ówczesnych ludzi oraz torujących drogę do II wojny światowej.
Dominującym wątkiem drugiej części wystawy zatytułowanej "Groza wojny" są losy zwykłych ludzi. Ukazanie wojny przez pryzmat losów żołnierzy, jeńców, więźniów obozów, przymusowych robotników, a także kobiet, dzieci i mężczyzn cywilów stanowi najbardziej uniwersalny i zrozumiały dla zwiedzających przekaz — niezależnie od ich narodowości.
Trzecią częścią ekspozycji jest blok zatytułowany "Długi cień wojny". Łączy ona opowieść o zakończeniu wojny — upadku Trzeciej Rzeszy, wyzwoleniu Europy i zarazem podporządkowaniu jej dużej części Związkowi Radzieckiemu czy zrzuceniu bomb atomowych na Japonię — z narracją o konsekwencjach wojny.
