En plus de l’évocation des garnisons rémoises de la Belle Époque, le musée met en avant plusieurs pièces remarquables : les célèbres canons de 75 français, une salle dédiée à l’artillerie de tranchées – notamment les redoutables "Crapouillots" –, ainsi que des souvenirs du Corps Expéditionnaire Russe en Champagne. L’exposition rend également hommage à René Dorme, as de l’aviation française crédité de 23 victoires homologuées, qui trouva la mort au-dessus du Fort de la Pompelle le 25 mai 1917.
Un des joyaux du musée est l’impressionnante collection de coiffures militaires de l’armée impériale allemande, issue de l’ancienne collection Charles Friesé, rassemblant plus de 300 pièces uniques. Parmi les autres objets notables, on peut admirer un manteau d’officier de cavalerie russe ayant appartenu à l’Empereur Guillaume II. Une vingtaine de mannequins d’époque permettent également d’illustrer les uniformes des différents belligérants.
En 2016, une nouvelle muséographie a été mise en place à l’issue de la seconde phase des travaux de rénovation du fort :
- L’évolution des uniformes français est présentée dans la poudrière, mise en scène avec des effets personnels de soldats.
- La galerie Friesé propose une approche inédite des coiffures militaires allemandes et met en lumière des souvenirs de vétérans, le quotidien des poilus ainsi que l’artisanat de tranchée français.
Enfin, les abords du fort révèlent un patrimoine naturel d’une grande richesse. Grâce à l’application gratuite Baludik, les visiteurs peuvent suivre un jeu de piste interactif qui les guide à la découverte des traces laissées par la guerre dans cet environnement, tout en mettant en valeur la faune et la flore locales.