过图片、手绘、书籍资料展示了梁、林在全国考察古建筑的过程。第三展厅“大同调查”则以图片展板和梁、林着书展示了梁思成一行在大同的考察。第四展厅“告慰先师”展出了大同市近年实施古城保护工程的照片和大同市“一轴双城”的规划。纪念馆的门匾由梁思成的弟子、建筑家罗哲文书写。媒体报道，自2011年9月26日开馆至2012年7月5日，梁思成纪念馆的游客已经超过3万人次。