В экспозиции представлены подлинные образцы тульского оружейного производства XVI–XVIII веков, уникальные предметы из археологических раскопок усыпальницы Демидовых, оригинальная коллекция миниатюрных действующих замочков с секретом, медаль за пьянство (самая тяжелая медаль, средство наказания эпохи Петра I), предметы дворянского быта (например, утюг XIX века, швейки для дамских рукоделий XVIII–XIX веков, миниатюрные фигурные замки конца XVIII — начала XIX века), медная посуда работы уральских мастеров и многое другое. Составной частью музея является родовая усыпальница Демидовых в Николо-Зарецкой церкви — это единственное уцелевшее до настоящего времени в России внутрицерковное захоронение представителей рода.