В музее есть пять залов с экспозициями и один выставочный, каждый из которых имеет свое направление. Коллекция экспонатов насчитывает свыше 3 тысяч единиц. Среди них представлены археологические и палеонтологические находки края, документы, предметы быта, оружие, рабочие инструменты работников железнодорожного вокзала и прочее. Помимо этого, в музее есть экспонаты флоры и фауны Жмеринки. В отдельном зале можно увидеть экспозицию, посвященную истории сел Малая и Большая Жмеринка, ставших основой для возведения города. Есть предметы, демонстрирующие развитие Юго-Западной железной дороги, строительство самой станции Жмеринка и городского вокзала. В другом зале музея можно почерпнуть информацию об известных людях, которые причастны к этому краю. Следующий зал поведает посетителям об исторических событиях: Украинской революции 1917–1920 гг., Голодоморе, индустриализации и коллективизации. Четвертый зал посвящен Великой Отечественной войне. Последняя экспозиция рассказывает о культуре, социальном и экономическом развитии города в наше время.