Весь объём здания разделен на следующие функциональные группы помещений:
- — входная группа помещений
- — экспозиционная часть
- — кинолекционный зал
- — административные, рабочие, подсобные помещения
- — научная библиотека
- — лаборатории и мастерские
- — фондохранилища
- — хозяйственные и технические помещения
- — подземная стоянка
Функциональные процессы в здании должны происходить независимо друг от друга, в то же время единое объёмно-планировочное решение обеспечивает удобные взаимосвязи и беспрепятственную возможность совместного функционирования.
Входной блок для посетителей располагается в центральной части здания. Вход осуществляется с набережной р. Оки по ул. Марата.
Посетители, поднимаясь по парадной лестнице, попадают в главный вестибюль, откуда начинается путешествие по музею.
Главный вестибюль разделяет здание на две части: административную и экспозиционную.
В главном вестибюле размещены: пост охраны, касса, гардероб, магазин.
Экспозиционные залы расположены на каждом этаже (1−4 эт.) и имеют связь с фондохранилищем и мастерскими. Предусмотрен грузовой лифт для доставки экспонатов.
Административные, рабочие, подсобные помещения и научная библиотека располагаются обособленно от зоны постоянной экспозиции.
Мастерские, кабинет сотрудников, кабинеты администрации, разгрузочная и приемная экспонатов расположены на первом этаже вблизи служебного входа и имеют удобную связь с фондохранилищем.
Кроме того на первом этаже находятся:
буфет для посетителей и персонала, кружковые и детские.
На втором этаже располагаются:
научный архив и библиотека рядом с кабинетами научных сотрудников, двухсветный кинолекционный зал.
На третьем и четвертом этаже — зона постоянной экспозиции.