Экспозиция размещается в доме, который был построен в Мотовилихе по собственному проекту Николая Гавриловича Славянова. В интерьерах жилых комнат, на подлинных мемориальных предметах, представлена жизнь и творчество всемирно известного ученого, талантливого инженера. Залы получили условные названия «гостиная», «кабинет-мастерская» и «заводской цех».

Главное место в гостиной занимает рояль фирмы Becker. Такой же рояль был в семье у Славянова. Николай Славянов начал играть на рояле еще в детстве, сохранил любовь к музыке на всю жизнь и с большим мастерством исполнял многие произведения на вечерах в этом доме.

Далее расположен кабинет ученого с сохранившимися мемориальными вещами: массивными с плетеными спинками стульями, креслом, большим письменным столом, за которым было удобно и спокойно работать.

Главный экспонат музея – знаменитый «славяновский стакан» – был изготовлен Славяновым в 1893 году методом дуговой электросварки металлическим электродом для Всемирной выставки в Чикаго. 12-гранная призма, сваренная из 8 черных и цветных металлов, считавшихся на тот момент несоединимыми: бронзы, никеля, стали, меди, чугуна, колокольной бронзы, томпака и нейзильбера – уникальный артефакт изумил посетителей Чикагской (1893) и Парижской (1900) всемирных выставок.