Музей посвящён истории российской артиллерии и развитию «Мотовилихинских заводов» — старейшего из действующих предприятий Урала. Музей был открыт в 1976 году по решению руководства и партийной организации завода.

Экспозиция состоит из двух блоков — в здании музея, которое является памятником архитектуры XIX века, и на площадке под открытым небом. Здесь выставлено 45 образцов военной техники — это пушки, гаубицы, самоходные артиллерийские орудия, миномёты, боевые и транспортно-заряжающие машины реактивных систем залпового огня, а также баллистические ракеты и зенитно-ракетные установки.

Посетителей встречает пермская царь-пушка — один из символов города Перми. В отличие от московской, она является настоящим боевым орудием. На её счету — 313 выстрелов. Среди знаковых экспонатов — артиллерийские орудия МЛ-20 и А-19, из которых были сделаны первые залпы по территории фашистской Германии и Берлину, а также самоходная артиллерийская установка ИСУ-152М «Зверобой». Она получила такое прозвище благодаря способности срывать башни фашистских «Тигров» и «Пантер» — танков, которые до её появления считались непобедимыми.

На цокольном этаже музея располагаются полноразмерные макеты рудника по добыче медистого песчаника и избы рабочего. С такого же медеплавильного завода начинался и сам город Пермь, который старше «Мотовилихи» всего на 13 лет.

Экспозиция внутри здания была полностью обновлена в мае 2016 года — к 280-летию «Мотовилихинских заводов». Появились новые экспонаты, в частности, токарный станок времен Великой Отечественной войны, фотокамера для копирования чертежей, макет медеплавильного завода и другие.

В основной экспозиции можно увидеть первый в мире сварочный аппарат, на котором работал сам изобретатель электросварки, горный начальник Пермских пушечных заводов Николай Славянов. Его изобретение стало важнейшей вехой в развитии промышленности и научно-техническом прогрессе. Как и пермская царь-пушка, плавильник Славянова имеет статус памятника науки и техники.

Также вниманию гостей музея представлены экспозиции, посвящённые участию «Мотовилихи» в революционных событиях, индустриальном рывке 1930-х годов, подвигу заводчан в годы Великой Отечественной войны, сложным годам конверсии 1990-х. Таким образом, музейная коллекция рассказывает не только о почти трёхвековой истории «Мотовилихинских заводов», но и об истории промышленности Перми и всей страны.