В музее работают экспозиция «Родная природа», выставки «Из музейной кладовой», «О доблести, о подвигах, о славе», ведутся работы по созданию постоянной историко-краеведческой экспозиции.

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.

На втором этаже музея работают постоянно действующие выставки и экспозиции. Выставка «Из музейной кладовой» представляет около 300 наиболее ценных и редких предметов – книги, иконы, клады, документы, оружие, предметы быта.

Среди книг экспонируется на выставке Евангелие напрестольное середины ХIХ века в латунном посеребряном окладе. «Требник», изданный в Почаеве в 1646 г., содержит тексты церковных служб и изложение порядка совершения треб, имеет оттиск печати церкви берестейской св. Козьмы и Домиана. Для посетителей представляют особый интерес книги: «Новая этика», изданная в Германии в 1616 г. в типографии Каспара Хемлина; Исаак Ньютон «Математические начала натуральной философии», издана при жизни автора в 1723 г. в Амстердаме; «Фамильные портреты Радзивиллов», содержащая 165 портретов представителей рода Радзивиллов с 1346 г. по 1785 г.

К редким рукописным документам относится послание епископу Владимирскому и Брестскому Симеону Млоцкому последнего короля Речи Посполитой Станислава Августа Понятовского, родившегося в местечке Волчин Брестского повета, и рапорт хорунжего Чернолесского с автографом и резолюцией Тадеуша Костюшко 1794 г.

Впервые на выставке экспонируется портрет работы Марцелия Бачарелли (?), 1780-е гг. «Станислав Август Понятовский».

Коллекцию тканей и одежды представляют западноевропейский аби  (кафтан вельможи) конца XVIII в. и церемониальный мундир сенатора конца ХIХ в., Россия г. Санкт-Петербург.

На выставке экспонируются: подлинные рыцарские доспехи XVI – XVII вв., Европа; топорик боевой XVIII в., наручи  XIX в., Персия; сабля XVIII в., Германия; меч кон. XIX – нач. ХХ вв., Япония и другие виды оружия.

Посетители выставки смогут узнать об истории привычных в быту предметов – утюгов и самоваров, изготовленных известной фабрикой Баташева.

Экспозиция «О доблести, о подвигах, о славе…» рассказывает о событиях Великой Отечественной войны на территории Брестской области в 1941 – 1944 годах. Подлинные фотографии, документы, личные вещи показывают героизм пограничников 17-го Краснознаменного погранотряда, 62-го укрепленного района, боевые действия войск 4-й армии Западного особого военного округа в первые недели войны. Отдельная часть экспозиции посвящена героической обороне Брестской крепости.

Впервые в экспозиции представлены материалы об оккупационном режиме на территории области.

Террор против мирного населения начался с первых дней оккупации. На территории Белоруссии была создана система лагерей смерти. Один из таких лагерей был создан фашистами в 1942 г. около д. Колдычево Барановичского района, в котором было уничтожено более 20000 мирных жителей. В экспозиции представлена фотография суда над надсмотрщиками Колдычевского лагеря. С осени 1941 г. в Бресте было создано 2 гетто, в которых находились 18000 евреев. В государственном архиве Брестской области сохранилось свыше 12000 анкет, заполненных узниками гетто. Некоторые из них представлены в экспозиции, в том числе Хаси Бегин, матери премьер-министра Израиля в 1977 – 1983 гг., лауреата Нобелевской премии мира Менахема Бегина. Кроме документов в данном разделе экспозиции можно увидеть резиновую дубинку охранника лагеря в Южном городке, деревянный башмак узника лагеря военнопленных, войлочные сапоги немецкого часового и другие.

Большое внимание в экспозиции уделено теме партизанской борьбы на территории Брестской области. Реликвийные предметы, личные вещи, документы, фотографии отображают масштаб всенародной борьбы, развернувшейся в тылу врага. Внимание посетителей привлекают личные вещи Героя Советского Союза, командира первого в Белоруссии партизанского отряда В.З.Коржа, портативный печатный станок, наборная касса для печатания газеты, а также отдельные номера газеты «Заря». Кроме того в экспозиции представлены специальные приспособления для пуска вражеских эшелонов под откос, оружие партизан, личный автомат командира Брестского партизанского соединения, Героя Советского Союза С.И. Сикорского, фотографии, документы, личные вещи, рассказывающие о боевой деятельности, быте, лесных партизанских школах.

Первые подпольные организации Брестской области были созданы в июле – августе 1941 года. Деятельности подпольных антифашистских организаций посвящен отдельный раздел экспозиции. В нем показаны фотографии организаторов подполья: П.Г. Жуликова, Р.С. Радкевич, А.М. Бабушкиной, Т.Н. Смирновой, В.А. Нестеренко, руководителей областного антифашистского комитета: И.И. Жишко, И.П. Урбановича, М.Е. Криштафовича, личные вещи, документы подпольщиков, радиоприемник, по которому принимались сводки Совинформбюро.

28 июля 1944 г. войсками 3 армий I Белорусского фронта был освобожден город Брест, завершено освобождение от немецко-фашистских захватчиков всей территории Брестской области.

В экспозиции представлены награды, фотографии, благодарности Верховного Главнокомандующего воинов, отличившихся при освобождении населенных пунктов Брестчины. Особый интерес вызывает комплекс материалов, посвященный уроженцу д. Шубичи Пружанского района Герою Советского Союза генерал-лейтенанту Бобруку Сергею Антоновичу.