Ekspozycja składa się z 21 gabinetów tematycznych, prezentujących 7352 obiekty.
W 2022 oddziałem muzeum stała się Izba Pamięci przy Cmentarzu Powstańców Warszawy, natomiast dotychczasowy oddział Muzeum Ordynariatu Polowego przekazano parafii katedralnej Najświętszej Maryi Panny Królowej Polski. W tym samym roku placówka przejęła prace i wyposażenie pracowni Karola Tchorka przy ul. Smolnej 36, przekazane w 2021 miastu przez synową artysty.
Działalność Muzeum gromadzi zbiory z zakresu: archeologii, malarstwa, grafiki, ikonografii, rzeźby, rzemiosła artystycznego, numizmatyki i rysunków architektonicznych. Ich liczba to ok. 300 tys. eksponatów. Zbiory są przechowywane m.in. w magazynach w Pałacu Kultury i Nauki, magazynach Muzeum Warszawskiej Pragi oraz w Pruszkowie. W zbiorach znajdują się m.in. dwie unikalne kolekcje kolorowych fotografii wykonane podczas powstania warszawskiego przez Ewę Faryaszewską i Gerharda Wiechmanna.
Do czasu rozpoczęcia remontu piwnic MW w kwietniu 2010 varsaviana były udostępniane na ekspozycji stałej Siedem wieków Warszawy, pokazującej dzieje miasta od jego założenia po czasy współczesne. Zbiory eksponowane były także na wystawach czasowych.