Историческая экспозиция «Сибирский град Петров» отражает ключевые вехи омской истории и представлена в трех выставочных залах.

Первый зал экспозиции «Освоение русскими Сибири. Основание Омской крепости» охватывает период истории нашего края со второй половина XVI в. до конца XVIII в. В нем представлены комплексы историко-антропологических реконструкций, освещающих поход Ермака в Сибирь, подписание указа Петром I о походе И.Д. Бухгольца, макеты Тарского острога и Омских крепостей, уникальные экспонаты из коллекций оружия, изобразительного искусства, документов, археологии и этнографии. Особого внимания заслуживает мини-экспозиция «Культура коренных народов Сибири». Она повествует о том, как Сибирь стала русской и какие народы вошли в состав Российского государства в XVI-XVIII вв. Представлены предметы духовной культуры и быта народов Алтая (шорцев, алтайцев), а также народов севера Сибири (хатнов, манси, селькупов, ненцев). Внимание посетителей привлечет плащ шамана, который использовался алтайцами при камлании духам земли, божеству Эрлику и его сыновьям, кровным духам. В экспозиции воссоздано мансийское «капище» – культовое место с семью идолами, привезенными из окрестностей Саранпауля экспедицией Омского краеведческого музея, работавшей на севере Западной Сибири в 1939 г.

Второй зал «Омск – административный центр Западной Сибири и Степного края» освещает период истории региона от реформы управления Сибири М.М. Сперанского до начала Первой мировой войны. В витринах этого зала нашли отражение исторические события и судьбы множества людей. Документы, фотографии, подлинные предметы передают истинную атмосферу и колорит XIX в. В зале экспозиции представлены портреты генерал-губернаторов Западной Сибири и Степного края, интерьер рабочего кабинета генерал-губернатора Западной Сибири Н.Г. Казнакова, в годы правления которого был основан первый сибирский университет и Западно-Сибирский отдел Императорского Русского Географического общества. Особое место занимает комплекс, посвященный Первой Западно-Сибирской промышленной, лесной и сельскохозяйственной выставке, прошедшей в Омске в 1911 г.

Завершающий зал экспозиции «Третий век омской истории» раскрывает период от начала Первой мировой войны до современности. В нем, помимо освещения ключевых сюжетов истории XX-XXI вв. впервые представлены такие события, как пребывание и деятельность в Омске А.Н. Туполева и С.П. Королева. В зале воспроизведён интерьер рабочего кабинета первого секретаря Омского обкома КПСС С.И. Манякина. Большой раздел экспозиции посвящён культурной и спортивной жизни региона.