九一八纪念馆馆内收藏的九一八事变爆发前后近1000幅珍贵历史照片文献资料及700余件历史文物，分7个部分，展示了东北人民从沦为亡国奴走向抗战胜利的历史。
博物馆最引人注目的是一座“残历碑”，整个建筑高十八米，宽三十米，厚十一米，用混凝土铸成，花岗岩贴面，呈立体台历状，两边对称。巨大石雕台历上密布着千疮百孔的弹痕，隐约可见无数个骷髅，象征着千万个不泯的冤魂在呐喊和呼号。右面的一页铭刻着中国人民永远难忘的最悲痛的日子——1931年9月18日，农历辛未年八月初七日。左面的一页镌刻着“九一八”事变的史实：“夜十时许，日军自爆南满铁路柳条湖路段，反诬中国军队所为，遂攻占北大营。我东北军将士在不抵抗命令下忍痛撤退，国难降临，人民奋起抗争。”整个建筑庄严肃穆，风格独特，既有现代化特点，又不失民族风格，让每个参观的人都回浮想联翩，记住那个“国耻日”。
在“残历碑”的前面有一座警世钟，悬挂在三角形的支架上。锈迹斑斑的钟身上铸造着醒目的铭文：“勿忘国耻”。
警世钟的旁边，倒放着一座“九一八”事变柳条湖爆破地点碑，是一九三八年日本侵略者修建的。此碑为钢筋混凝土结构，由基座、碑身、碑顶三部分组成。基座成梯形，碑身为方锥形，与碑座衔接处为正方形，碑顶为炸弹尾翼形，三翼间距为七十六厘米，埋深为二百六十厘米(俗称“炸弹碑”)。这块碑既无碑志，也无铭文，碑身高七米，下面梯形基座，上书“爆破地点”。这是日本帝国主义侵华的罪证。
与之相反，在“残历碑”广场的一侧，见到了另一个石碑，黑色大理石碑面上镌刻着“反霸权、反战争、反侵略”醒目的大字，是日本友人组织的“侵华历史传讲会”在“九一八”事变六十周年时建立的。它告诫后人“反对霸权、消灭战争”是全世界人民的共同心声。
院内还有沈阳鲁迅美术学院雕刻系创作的两件雕刻作品，一为《国难》，镶嵌在博物馆南面的墙上，雕塑藉中国传统书法艺术，再现了九一八事变后，国土失守，山河破碎，东北锦绣河山惨遭日寇蹂躏，生灵涂炭，黑土地区在流血呻吟。雕塑用四十六吨青铜浇铸，国难之耻，永世铭记。另一件为《奋起》，镶嵌在博物馆的东面墙上，雕塑共分四个部分，分别再现了东北义勇军奋起抗日，英勇杀敌;爱国学生走出书斋，点燃全国抗日救亡运动的燎原之火;亿万军民用血肉垒起新的长城;中国人民最终赢得抗日战争胜利等场面，总体表现中华民族抗争、昂扬、胜利的精神。在展览大厅前的广场上高高地耸立着一座抗日战争胜利纪念碑，碑体由三块倒立的梯形柱组成，直插云天。