Museo Militarian perusnäyttely on rakennettu kulttuurihistoriallisesti arvokkaan tiilikasarmin kolmeen kerrokseen. Tykistö-, pioneeri ja viestiaselajien lisäksi näyttelyssä kerrotaan puolustusvoimien kehityksestä ja maanpuolustusjärjestöjen historiasta. Historian vaiheisiin ja nykypäivään tutustutaan esineiden, kuvien, tekstien ja dokumenttien kautta. Näyttelyssä on myös muutamia toiminnallisia pisteitä, joissa pääsee kokeilemaan esimerkiksi sähköttämistä tai asepukua.
Ensimmäisessä kerroksessa edetään keskiajalta Suomen itsenäistymisen alkuaikoihin. Näyttelyosioihin kuuluvat Ruotsin aika, autonomian aika, jääkäriliike ja sisällissota.
Aikakausia käsitellään tykistö-, pioneeri- ja viestitoiminnan synnyn, varhaisvaiheiden ja kehityksen kautta. Kerroksessa on myös kunniamerkkejä monipuolisesti esittelevä Pro Patria -sali.
Toisessa kerroksessa esitellään itsenäisen Suomen puolustusvoimien sekä tykistö-, pioneeri- ja viestiaselajien kehitystä ja vaiheita 1920-luvuilta talvi- ja jatkosotaan sekä Lapin sotaan saakka. Kerroksessa on tykistönkenraali Vilho Nenosesta kertova osio sekä salauslaitteita esittelevä Salattua-huone, jossa on nähtävillä aito Enigma-salauslaite.
Toisessa kerroksessa sijaitsee myös museon elokuvasali, jossa voi katsella toista maailmansotaa ja jälleenrakennusaikaa käsitteleviä dokumenttifilmejä.
Kolmannessa kerroksessa käsitellään sotien jälkeistä aikaa. Lisäksi esillä ovat Suomen marsalkka Mannerheimia, Mannerheim-ristin ritareita ja elämää varuskunnissa käsittelevät osiot.
Kolmannessa kerroksessa ovat erilliset osiot myös pioneeriaselajin suojelutoiminnasta, aselajien kansainvälisestä toiminnasta sekä Panssarisoittokunnasta.