В здании Гауптвахты, построенном по проекту архитектора Петра Ивановича Фурсова в 1823–1826 годах, расположилась военно-историческая экспозиция.
В экспозицию зала «Русь и Российская Империя» вошли предметы, дающие представление о военной истории Костромского края от начала XII столетия до Первой мировой войны.
Далее — период Гражданской войны, время создания и становления Рабоче-крестьянской Красной армии и Советской армии. Центральное место экспозиции занимают предметы, рассказывающие о Великой Отечественной войне.
Экспозиция «От армии Советской к армии Российской» посвящена различным родам войск и участию костромичей в военных операциях и локальных конфликтах современности.
В зале оружия представлены образцы огнестрельного, холодного и защитного вооружения различных стран и эпох.
Экспонаты для распознавания помечены стикерами AR.