Музей располагается в доме легендарного летчика В.П. Чкалова, построенном в 1896 году его отцом. Экспозиция представлена документами, фотографиями, предметами быта семьи Чкаловых.
В 2004 году здесь же был воссоздан павильон-ангар, где можно увидеть авиационную технику 30-х годов. В центральной части ангара располагается АНТ-25 – знаменитый участник полетов 1936-1937-х годов, который ныне носит статус «памятника науки и техники I ранга». Также здесь представлены истребители И-16 и И-17, реактивный истребитель МИГ-15. Вниманию посетителей предлагается ПО-2 (У-2) – личный самолет В.П. Чкалова, полученный им в качестве подарка от Советского правительства в честь совершенного первого беспосадочного перелета.
Еще один уникальный экспонат и личная награда летчика – автомобиль «Паккард», который презентовали всем участником авиаперелета из Москвы в США (минуя Северный полюс).
