嘉峪關長城博物館的文物陳展充分應用了聲、光、電等現代科技手法，配置了語音同聲翻譯系統、自動監控系統、自動恆溫系統、自動消防報警系統、遊客查詢系統等國內較為先進的設施，在省內博物館中屬領先水平。
其中「中華之魂」長城歷史文化陳列包括：「縱橫萬里－雄峙千年－長城歷史沿革」；「金戈鐵馬－邊塞烽煙－古代長城戰爭」；「長河落日－絲路花雨－河西長城與絲綢之路」；「北漠塵清－山河形勝－嘉峪關」四個單元。陳展總面積2700平方米。
油畫「長城萬里圖」以寫意和寫實相結合的表現手法將中國長城的主要景觀濃縮於畫卷之中，油畫面積為220.5平方米，為西北之最。超寫實雕塑場景「西出陽關、春風玉門」以河西長城的陽關和玉門關為背景，運用現代高分子材料為手法，生動逼真地再現了盛唐時期絲綢之路上中西文化交流的盛況。「醉臥沙場」場景的背景油畫描繪了「大漠孤煙、長河落日」恢弘壯闊的邊塞風光，雕塑則表現了「醉臥沙場君莫笑，古來征戰幾人回」征戰場面的殘酷、悲愴和豪壯。