Подлинники и копии разных документов рассказывают о годах обучения в Московском училище живописи, ваяния и зодчества, об участии в творческих конкурсах, выставках, о получении почетных званий и наград. В Музее хранятся медаль, которой была отмечена картина «Зимний сон» на выставке в Барселоне, ордена СССР, а также дипломы, поздравительные адреса, подписанные крупнейшими мастерами изобразительного искусства, издания, посвященные творчеству Бялыницкого-Бирули. Среди экспонатов мемориального раздела находятся работы художников – близких друзей В.К. Бялыницкого-Бирули: портрет матери художника А.Р. Бялыницкой-Бируля, написанный в 1894 году Н.П. Ульяновым; портреты В.К. Бялыницкого-Бирули, исполненные М.М. Зайцевым (1922) и Ф.А. Модоровым (1950); пейзажи, запечатлевшие дом-мастерскую «Чайка» и окрестности озера Удомля. Второй этаж музея полностью занимают произведения В.К. Бялыницкого-Бирули. Более пятидесяти полотен, законченных картин и маленьких этюдов, размещенных в светлых просторных залах, дают полное представление о творчестве выдающегося живописца, замечательного мастера лирического пейзажа.
Корни искусства Бялыницкого-Бирули лежат, несомненно, в природе родной Беларуси, в 1912 г. Витольд Каэтанович приобрел участок земли в Тверской губернии на берегу озера Удомля и построил дом с мастерской. Свою небольшую усадьбу он назвал «Чайка». С «Чайкой» связана большая часть творческой и личной жизни мастера. Именно здесь были созданы многие известные полотна живописца, в том числе и его известная картина «Час тишины. Озеро Удомля» (1911).
Значительную часть экспозиции занимают произведения, созданные в светское время. В 20-е и 30-е годы, увлеченный тем новым, что происходит вокруг, Бялыницкий-Бируля много ездит по стране. Его интересуют первые опыты реконструкции сельского хозяйства в совхозе «Гигант» и коммуне «Сейбит», строительство «Азовстали», преобразования Севера. Трижды – в 1933, 1935 и 1937 гг. – он побывал в Заполярье. Об этих поездках свидетельствуют картины, представленные в экспозиции. В экспозиции находятся полотна «Голубой весной» (1942), «Весенняя тишина» (1943), картины с изображением памятников русского деревянного зодчества – «Девятиглавая деревянная церковь», «Деревня Зачатье», «Ратонаволок. Старая церковь», «Мельница на Северной Двине» (все – 1944).
В.К. Бялыницкий-Бируля – один из создателей жанра мемориального пейзажа. В его работах – изображение памятных мест, связанных с жизнью известных деятелей русской истории и культуры Л.Н. Толстого, А.С. Пушкина, П.И. Чайковского и др. В музее эта сторона творчества художника представлена картинами, посвященным пушкинским местам – «Михайловское. Домик няни А.С. Пушкина Арины Родионовны», «Святогорский монастырь. Могила А.С. Пушкина», «Тригорское. Береза у реки Сороть» (все – 1936), «Осенние дни. Тригорское. Река Сороть» (1952).
1947 год был особенно значительным в творческой биографии В.К. Бялыницкого-Бирули: ему присвоили звание народного художника РСФСР (звание народного художника БССР он получил после 1944 г.), его избрали действительным членом Академии художеств СССР. Важным событием года был приезд Витольда Каэтановича в Беларусь впервые за много лет. С мая и до середины июня художник жил и работал на Белой даче в окрестностях Минска. Здесь он написал несколько десятков этюдов, которые стали основой цикла картин, посвященных Беларуси. Именно тут, в окрестностях Минска, был найден мотив для картины «Беларусь. Вновь зацвела весна». Это полотно – одно из центральных в экспозиции.
Витольд Каэтанович Бялыницкий-Бируля до конца дней своих неустанно работал. Из последних полотен в музее экспонируется «Последний снег. Чайка» (1950), «Лен зацвел» (1950–1951), «Пришла весна» (1951), «Вечер ранней весны» (1954), «Березки» (1955). В мансарде музея расположен выставочный зал. В нем постоянно проходят выставки произведений изобразительного искусства из фондов НХМ РБ, Союза художников Беларуси, выставки детского творчества. Художественно-мемориальный музей дает полное представление о жизни и творчестве Витольда Каэтановича Бялыникого-Бирули, вдохновенного художника, великого труженика, сына земли белорусской.
С 15.04.2013 г. Музей В.К. Бялыницкого-Бирули закрыт на капитальный ремонт, по завершении которого будет проведена реэкспозиция. В обновленном музее планируется сохранить экспозиционный ряд, представляющий художественное наследие мастера, а также оставить мемориальный раздел. Вместе с тем экспозиционное пространство будет переосмыслено: будет сделан акцент на интерактивности и новых музейных технологиях.