| การจัดแสดงนิทรรศการถาวรของพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ สุพรรณบุรี มีลักษณะของการผสมผสานระหว่างการจัดแสดงโบราณวัตถุ ศิลปวัตถุ กับสื่อจัดแสดงประเภทต่างๆ เช่น หุ่นจำลอง ระบบโสตทัศนูปกรณ์ ฯลฯ เพื่อให้ผู้เข้าชมได้รับทั้งความรู้ และความเพลิดเพลิน โดยแบ่งหัวข้อการจัดแสดงเป็นห้องต่างๆ ดังนี้ 
 
 | 
| อาคารจัดแสดงชั้นที่ 1 
 
 | 
| ห้องเมืองสุพรรณ 
 
 | 
|  
 
 | 
| จัดแสดงหลักฐานทางประวัติศาสตร์สำคัญเกี่ยวกับเมืองสุพรรณบุรี ในอดีตได้แก่ ข้อความในจารึกหลักต่างๆ ที่กล่าวถึง ชื่อเมืองสุพรรณบุรี อาทิ ศิลาจารึกหลักที่ 1 สมัยพ่อขุนรามคำแหงมหาราช จารึกลานทองสมัยอยุธยา พบที่วัดส่องคบจังหวัดชัยนาท และหนังสือชินกาลมาลีปกรณ์ เป็นต้น | 
| จัดแสดงพัฒนาการของเมืองสุพรรณบุรี ตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ กระทั่งเข้าสู่สมัยประวัติศาสตร์ คือ สมัยทวารวดี สมัยลพบุรี สมัยอยุธยา ถึงสมัยรัตนโกสินทร์ ตามลำดับ โดยจัดแสดงโบราณวัตถุ ที่พบจากแหล่งโบราณคดี และโบราณสถาน สำคัญต่างๆ ในจังหวัดสุพรรณบุรี 
 
 | 
| ห้องเมืองยุทธหัตถี 
 
 | 
|  
 
 | 
| จัดแสดงเหตุการณ์สำคัญทางประวัติศาสตร์ ที่เกี่ยวข้องกับจังหวัดสุพรรณบุรี คือ การกระทำสงครามยุทธหัตถีระหว่างสมเด็จพระนเรศวรมหาราชและพระมหาอุปราชา เมื่อพุทธศักราช 2135 ที่เกิดขึ้น ณ ตำบลหนองสาหร่าย ปัจจุบันอยู่ในเขตอำเภอดอนเจดีย์ อันเป็นที่ตั้งของพระบรมราชานุสาวรีย์ของสมเด็จพระนเรศวรมหาราชและเจดีย์ยุทธหัตถี จัดแสดงโดยใช้ระบบสื่อโสตทัศนูปกรณ์ ประกอบกับหุ่นจำลองและป้ายคำบรรยาย 
 
 | 
| ห้องคนสุพรรณ 
 
 | 
|  
 
 | 
| จัดแสดงเรื่องราวและหลักฐานการอยู่อาศัยของคนในพื้นที่จังหวัดสุพรรณบุรี มาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์จนถึงปัจจุบัน มีกลุ่มคนหลากหลายเชื้อชาติ ซึ่งมีประเพณี วัฒนธรรม ความเชื่อ และเอกลักษณ์แตกต่างกันไป เช่น คนไทยพื้นบ้าน คนไทยเชื้อสายจีน คนไทยละว้า คนไทยกาหรือลาวครั่ง เป็นต้น โดยใช้สื่อหุ่นจำลองรูปบุคคลประกอบฉากบ้านเรือน และเสียงบรรยายร่วมกับระบบสื่อโสตทัศนูปกรณ์ 
 
 | 
| อาคารจัดแสดงชั้นที่ 2 
 
 | 
| ห้องบุคคลสำคัญ 
 
 | 
|  
 
 | 
| จัดแสดงประวัติบุคคลสำคัญในอดีตของจังหวัดสุพรรณบุรี ที่ได้ทำคุณประโยชน์นานัปการให้แก่จังหวัดสุพรรณบุรี และประเทศชาติ ประกอบด้วย | 
| 1. สมเด็จพระบรมราชาธิราชที่ 1 (ขุนหลวงพะงั่ว) | 
| 2. สมเด็จพระสังฆราชองค์ที่ 17 (ปุ่น ปุณณสิริ) | 
| 3. พระมงคลเทพมุนี (หลวงพ่อสด วัดปากน้ำ) | 
| 4. เจ้าพระยายมราช (ปั้น สุขุม) | 
| 5. พลโทพระยาเฉลิมอากาศ (สุณี สุวรรณประทีป) | 
| 6. นายมนตรี ตราโมท 
 
 | 
| ห้องศาสนศิลป์สุพรรณบุรี 
 
 | 
|  
 
 | 
| จัดแสดงหลักฐานทางโบราณคดี ประวัติศาสตร์ ได้แก่ โบราณศิลปวัตถุ ที่พบจากโบราณสถานสำคัญ ในจังหวัดสุพรรณบุรี ได้แก่ พระพุทธรูป พระพิมพ์ และงานประณีตศิลป์ โดยเฉพาะพระพิมพ์หรือพระเครื่องที่มีชื่อเสียงเป็นอย่างมาก เช่น พระพิมพ์ถ้ำเสือ พระพิมพ์สมัยลพบุรี พระพิมพ์วัดพระศรีรัตนมหาธาตุ พระพิมพ์วัดพระรูป พระพิมพ์วัดบ้านกร่าง และพระพิมพ์วัดชุมนุมสงฆ์ ฯลฯ 
 
 | 
| ห้องแหล่งเตาเผาบ้านบางปูน 
 
 | 
|  
 
 | 
| จัดแสดงหลักฐานเกี่ยวกับแหล่งผลิตเครื่องปั้นดินเผาบ้านบางปูน ซึ่งพบบริเวณสองฝั่งแม่น้ำท่าจีนหรือแม่น้ำสุพรรณบุรี ในเขตพื้นที่ตำบลพิหารแดง ตำบลโพธิ์พระยา และตำบลสนามชัย อำเภอเมือง จังหวัดสุพรรณบุรี อายุราวพุทธศตวรรษที่ 15 – 18 โดยมีเอกลักษณ์สำคัญ คือ การตกแต่งด้วยการประทับลวดลายลงบนภาชนะดินเผาพร้อมทั้งจัดแสดงเตาเผาภาชนะดินเผาจำลองประกอบโบราณวัตถุ 
 
 | 
| ห้องวรรณกรรมเมืองสุพรรณ 
 
 | 
|  
 
 | 
| จัดแสดงเรื่องราวของวรรณกรรมสำคัญ 2 เรื่อง ที่เกี่ยวกับเมืองสุพรรณบุรี ได้แก่ เสภาเรื่องขุนช้าง-ขุนแผน ที่ได้รับการยกย่องจากวรรณคดีสโมสร ให้เป็นเลิศประเภทกลอนเสภาในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัว และโคลงนิราศสุพรรณ ซึ่งประพันธ์โดยสุนทรภู่ กวีเอกแห่งกรุงรัตนโกสินทร์ วรรณกรรมทั้งสองเรื่องเปรียบเสมือนภาพสะท้อนวิถีชีวิตขนบธรรมเนียม ประเพณีของชาวสุพรรณบุรีในอดีต จัดแสดงโดยใช้สื่อระบบโสตทัศนูปกรณ์ 
 
 | 
| ห้องเพลงพื้นบ้านเมืองสุพรรณ 
 
 | 
| เพลงพื้นบ้าน 
 
 | 
|  
 
 | 
| จัดแสดงเรื่องราวความเป็นมาของเพลงพื้นบ้าน โดยใช้หุ่นจำลองประกอบสื่อโสตทัศนูปกรณ์ ฉากการเล่นเพลงพื้นบ้านที่นิยมเล่นกันในงานเทศกาลต่างๆ เช่น เพลงอีแซว และเพลงเรือ โดยมีเนื้อหาของเพลงมักเกี่ยวข้องกับชีวิตของคนที่ประกอบอาชีพเกษตรกร 
 
 | 
| เพลงลูกทุ่ง 
 
 | 
|  
 
 | 
| จัดแสดงความเป็นมาและผลงานเพลงลูกทุ่ง โดยใช้ระบบสื่อโสตทัศนูปกรณ์ เป็นตู้เพลงสำหรับกดฟังผลงานเพลงศิลปินเพลงลูกทุ่งชาวสุพรรณบุรีที่มีชื่อเสียง ประกอบด้วย ก้าน แก้วสุพรรณ สุรพล สมบัติเจริญ ไวพจน์ เพชรสุพรรณ สายัณห์ สัญญา ศรเพชร ศรสุพรรณ และพุ่มพวง ดวงจันทร์ 
 
 | 
| ห้องสุพรรณบุรีวันนี้ 
 
 | 
|  
 
 | 
| จัดแสดงถึงสภาพทั่วไปในปัจจุบันของจังหวัดสุพรรณบุรี เช่นที่ตั้งและอาณาเขต ประชากร และการปกครองทรัพยากรธรรมชาติ การศึกษา การกีฬา สภาพเศรษฐกิจ และแหล่งท่องเที่ยว รวมถึงการใช้ที่ดินและแหล่งทรัพยากรน้ำมันของจังหวัดสุพรรณบุรีโดยใช้สื่อป้ายคำบรรยาย แผนที่ หุ่นจำลอง และสื่อระบบโสตทัศนูปกรณ์ | 
|  |