為了向社會各界和中心官兵普及航天知識，弘揚中心組建以來孕育形成的“兩彈一星精神”、“載人航天精神”，宣傳特有的航天文化，進一步弘揚愛國主義，增強民族自信心和自豪感，中國酒泉衛星發射中心特別建設歷史展覽館。
總體上按照序廳、主展廳、中央體驗廳、附展廳4大區域6個專題進行設計布展。序廳作為展覽的開始，主要通過簡潔大方的表現手法，展示基地的整體形象。主展廳以《鏖戰大漠，拓荒天宇》為主題，沿著歷史發展脈絡，突出重大任務，穿插歷史故事，展示基地艱苦創業、頑強拼搏、不辱使命的奮斗歷程。
下設2大版塊，分別介紹老基地的發展歷程和新基地的建設成就。
中央體驗廳是以航天夢為主題的大型虛擬體驗廳，展廳設計成大型浩瀚宇宙空間穹頂和墻面，配合LED點光源模擬星光，同時設置長征火箭家族模型、神舟飛船返回艙實物、頂部懸掛空間站、衛星模型，如同徜徉在浩瀚的宇宙。
附展廳作為主展廳的補充，從不同側面展示基地其他領域的建設情況和特色實踐活動。
展覽館選用文物主要是發射中心組建以來留下的試驗儀器、設備，發射中心創業初期重要領導人和官兵使用的生活用品和學習用具，發射中心發展歷史進程中相關大事、要事的重要文獻等等。
此次展覽中專門陳列了神舟9號返回艙、主傘、座椅等珍貴實物，制作了1:10長征系列各類火箭模型20枚、衛星模型10個，1:1天宮1號返回艙模型，在巨型LED屏播上放載人航天模擬動畫，修建了航天VR體驗艙。
