Четвёртый зал посвящен самому выдающемуся событию Московской битвы — контрнаступлению Красной Армии в 1941—1942 годах. Экспозиция пятого зала, расположенная на двух уровнях, показывает боевой путь сформированных воинских частей советской армии от Москвы до Берлина и раскрывает международное значение разгрома германских войск под Москвой. В экспозиции представлены уникальные снимки освобождённых городов, лица воинов-победителей, коллекция рисунков фронтовых художников, мемориальная стена Славы, где золотыми буквами вписаны имена 186 Героев Советского Союза и Российской Федерации, удостоенных этого высокого звания за подвиги, совершенные во время Московской битвы. Здесь же расположен подлинный вагон-теплушка — выразительный образ фронтовой солдатской судьбы, своеобразный символ долгого пути от тяжелых поражений к долгожданной Победе. Кроме того, в экспозиции размещены знамена гвардейских дивизий, прошедших боевой путь от Москвы до Берлина, а также снимки парада Победы 24 июня 1945 года. В шестом зале музей на постоянной основе организует и проводит специализированные выставки, посвященные теме Великой Отечественной войны.