中山舰博物馆有三大基本陈列：一楼展厅的《中山舰舰体复原陈列》，陈列的中山舰有是我国最大的可移动性文物；二楼展厅的《一代名舰——中山舰史迹陈列》和三楼展厅的《中山舰出水文物精品陈列》。

《一代名舰——中山舰史迹陈列》展览主要由三大部分组成，第一部分主要介绍中山舰诞生的历史背景。

中日甲午战争中北洋水师全军覆没，清朝政府再筹巨款重建海军。1910年，海军从日本订购了同样款式的钢木结构军舰两艘。1911年辛亥革命爆发，清朝灭亡。1912年军舰竣工下水，北洋政府付清了造船的余款。1913年1月，两艘军舰开抵上海吴淞，编入海军第一舰队，并分别命名为"永丰"和"永翔"。

第二部分主要介绍中山舰的风雨历程：回顾中山舰服役的二十六年，并通过珍贵的展品，串联起护国运动、护法运动、孙中山广州蒙难、中山舰事件和武汉抗战等重大历史事件，展现中山舰对中国近代历史的“舰证”作用。

  1922年6月孙中山广州蒙难，辗转登上永丰舰后，与官兵生死与共，指挥平叛斗争长达55天。

    孙中山对于“永丰”舰有着特殊的意义，为纪念蒙难一周年，1923年8月14日，中山先生携夫人登舰慰问全体官兵，并合影留念。1925年永丰舰更名为中山舰。