В центре большой макет «Космический корабль Циолковского». Этот динамический экспонат воплотил в себе многие конструктивные новаторские мысли ученого по теории ракетостроения. , В витринах вр” увеличенные «рукописи» и рисунки Циолковского, показывающие развитие его космических идей. Зал украшен оригинальным портретом ученого работы Б. Тальберга (резной тонированный гипс). Особый интерес гостей музея вызывают действующие модели различных конструкций, предложенных в свое время К. Э. Циолковским.
Последний, третий зал обстоятельно отражает торжество идей Циолковского в освоении Вселенной. Экспозиция открывается материалами, рассказывающими о первых шагах советского ракетостроения и о тех, кто стоял у его истоков.