馆内收藏分为七部分。
第一部分为九一八事变的历史背景。
第二部分为九一八事变的爆发与东北沦陷。通过雕塑“流亡恨”、“柳条湖事件沙盘演示”、“蒋张会晤”、“沦陷后的沈阳西城门”等展示了震惊中外的九一八事变爆发的全过程。
第三部分为日本在东北的血腥统治。通过雕塑“矿工血泪”、“沈阳宪兵原址地基复原场景”、“河坎子‘集团部落’立体沙盘”、“平顶山遗骨”、“731部队人体解剖和细菌实验”等展示了我国东北同胞在日寇血腥殖民统治下遭受的那段屈辱惨痛的血泪史，和日寇在我东北犯下惨绝人寰、万恶不赦罪行的罪恶史。
第四部分为东北军民的抗日斗争。通过雕塑“白山魂”、“痛歼邵本良部”、“'露营歌大型场景”、“狱中的赵一曼”、“‘火烧日军飞机场’影视合成箱”、“抗日场景”等表现了中国人民打击日寇、保家卫国的峥嵘岁月。
第五部分为日本扩大侵华与全国抗日救亡运动的高涨。
第六部分为全国抗战爆发与日本侵略者的最终下场。
第七部分为中日两国人民以史为鉴盼和平。