Trong không gian diện tích 336m 2, Khu triển lãm Thanh Hóa - Khát vọng thịnh vượng được trưng bày thành 3 khu chính tương ứng với quá khứ, hiện tại và tương lai. Trong đó, Khu A với chủ đề Tự hào xứ Thanh; Khu B: Thanh Hóa - miền hậu phương anh hùng và Khu C với tên gọi Thanh Hóa - Khát vọng thịnh vượng.
Tại khu trưng bày với chủ đề Tự hào xứ Thanh, du khách sẽ được chiêm ngưỡng hình ảnh Núi đọ, hang Con Moong... các bức ảnh về Di sản Văn hóa thế giới Thành Nhà Hồ; Di tích lịch sử, văn hóa Hàm Rồng; Nghề dệt thổ cẩm; Nghề đúc đồng truyền thống Trà Đông; Nghề đan lát truyền thống; Di sản phi vật thể trò diễn Xuân Phả; Di sản văn hóa phi vật thể lễ hội Cầu Ngư; Di sản văn hóa phi vật thể Lễ hội đền Bà Triệu...
Các hiện vật về công cụ sản xuất, vũ khí, đồ trang sức... thời kỳ Tiền sử - Sơ sử; văn hóa Đông Sơn; từ thế kỷ X đến giữa XIX; cùng với hình ảnh về cuộc sống của các đồng bào dân tộc tại tỉnh Thanh Hóa như nhạc cụ dân tộc, trang phục, nhà ở...
Trong chủ đề Thanh Hóa – miền hậu phương anh hùng , người xem sẽ bắt gặp các hình ảnh, hiện vật, tư liệu về: Sự ra đời và phát triển của Đảng bộ tỉnh Thanh Hóa; Cuộc đấu tranh giành chính quyền, tiêu biểu là thắng lợi của Cách mạng Tháng Tám 1945 tại Thanh Hóa; Vai trò của Thanh Hóa trong 2 cuộc kháng chiến chống thực dân Pháp và chống đế quốc Mỹ: Hậu phương lớn cung cấp sức người, sức của; nơi sơ tán cho cơ quan trung ương; các phong trào “gạo nuôi quân”, “thóc không thiếu một cân, quân không thiếu một người”.
Đó là hình ảnh của hàng chục vạn xe đạp thồ của dân công Thanh Hóa ngày đêm tiếp lương lên chiến dịch Điện Biên Phủ; Đảng bộ, chính quyền và Nhân dân tỉnh Thanh Hóa đón, chăm sóc đồng bào, chiến sĩ, con em miền Nam tập kết ra Bắc, năm 1954...; Bác Hồ nói chuyện với Nhân dân Thanh Hóa tại sân vận động tỉnh, năm 1957 (lần thứ hai người về thăm Thanh Hóa); Nữ dân quân Ngô Thị Tuyển vác trên vai 2 hòm đạn pháo nặng 98kg, tại Hàm Rồng phục vụ chiến đấu, ngày 26-5-1965; Hưởng ứng phong trào “Ba đảm đang”, phụ nữ Thanh Hóa vừa sản xuất nông nghiệp, vừa sẵn sàng chiến đấu, năm 1965... 
Thông qua các hình ảnh, tài liệu, hiện vật Triển lãm tôn vinh tinh thần cách mạng, ý chí kiên cường và những đóng góp to lớn của Đảng bộ, quân và dân Thanh Hóa trong sự nghiệp giải phóng dân tộc, bảo vệ đất nước.
Thanh Hóa – Khát vọng thịnh vượng là chủ đề của phần ba tại Triển lãm. Tại đây, trưng bày nhiều hình ảnh, mô hình, video, hiện vật về thành tựu phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Thanh Hóa trong 40 năm đổi mới (từ 1986 đến 2025) trên tất cả các lĩnh vực: xây dựng Đảng, cải cách hành chính, chuyển đổi số, xây dựng chính quyền địa phương 2 cấp, công nghiệp, nông nghiệp, thương mại, dịch vụ, giáo dục, y tế, văn hóa, quốc phòng - an ninh, đối ngoại; tầm nhìn, chiến lược phát triển đến 2030, 2045 theo tinh thần Nghị quyết 58-NQ/TW...
Cùng với các hiện vật, bức ảnh được giới thiệu tại không gian trưng bày, nhiều bức ảnh được thực hiện triển lãm ảo để du khách trải nghiệm bằng công nghệ, cùng với các clip về thành tựu của tỉnh được tích hợp trong các màn hình cảm ứng, phát trên màn hình Led... Qua đó, thể hiện khát vọng vươn lên mạnh mẽ, hướng đến mục tiêu đưa Thanh Hóa trở thành “cực tăng trưởng mới” của khu vực phía Bắc, là tỉnh phát triển toàn diện, hiện đại, kiểu mẫu...
An Nhiên
