提升优化后的博物馆以时间为序，辅以声光电多媒体设备及艺术场景等多元化展陈形式，详细展示了铁道兵建制35年的奋斗历程。铁道兵博物馆布局分为主展馆和成昆铁路纪念碑广场两个区域，占地10余亩，主展馆建筑面积928.72平方米。主展馆分“东北烽火 铁军降生”“抗美援朝 血肉支撑”“钢铁巨龙 纵横四海”“部队建设 壮阔征程”四个单元，专题展分为“英雄铁军 铸就成昆”“纪念烈士 致敬英雄”两大主题，除保存了各类珍贵的历史照片外，还珍藏了铁道老兵集体或个人捐赠的铁道兵在各个时期工作、生活等文档、物件（包括生产工具、生活用品、书籍、证章、影像资料）2000余件。