雨花台烈士纪念馆内分十个展厅。按四个历史时期陈列了牺牲在雨花台及南京地区的127位烈士的珍贵史料。
雨花台烈士纪念馆的前身是位于原高座寺遗址的一间100平方米的雨花台烈士史料陈列室，最初成立于1954年，陈列有40位烈士的头像、简历。1956年，正式对外开放，陈列有58位烈士的史料，主要由烈士遗像室、烈士文物书信室、人民的纪念及反动派的罪行4个方面内容组成。1980年，陈列室经数次调整，陈列了71位烈士史料，展线长增加到150米，陈列面积460平方米，展出烈士照片、遗著、遗物等史料文物455件，重要辅助材料338件。1988年7月1日，雨花台烈士纪念馆新馆建成，展厅面积4960平方米，陈列有127位烈士史料。
