Особое место в истории Великой Отечественной войны занимает Московская битва. Она характеризовалась крайней напряженностью, сложностью и огромным размахом боевых действий.

Доминантами экспозиции являются: фотопанно Военного парада на Красной площади 7 ноября 1941 года; противотанковые ежи, фюзеляжная часть немецкого бомбардировщика Хейнкель 111, сбитого под Москвой Героем Советского Союза младшим лейтенантом В.В. Талалихиным; фрагмент 37-мм зенитной пушки; витрина с трофеями (немецкие ордена, знамена, радиостанции, различные виды стрелкового оружия), захваченными советскими войсками при разгроме немцев под Москвой.

Впервые в экспозиции представлены материалы: об оборонительных боях на дальних подступах к столице - в районах Орла, Брянска, Вязьмы; планы противника по осуществлению операции «Тайфун» с целью захвата Москвы; о деятельности советских диверсионно-разведывательных групп. На витринах можно увидеть предметы, найденные в наши дни поисковыми отрядами на местах боев.

 Представлены тематические комплексы о подвигах 8-й гвардейской дивизии под командованием Героя Советского Союза генерал-майора И.В. Панфилова, 2-го гвардейского кавалерийского корпуса генерал-майора Л.М. Доватора, 1-й гвардейской танковой бригады генерал-майора М.Е. Катукова; о роли москвичей в защите родного  города (строительство оборонительных рубежей на подступах к столице, формирование 12 дивизий народного ополчения, деятельность промышленных предприятий).

Один из разделов зала посвящен контрнаступлению Красной Армии под Москвой. На витрине находятся материалы командующего 10-й армии генерал-лейтенанта Ф.И. Голикова, начальника штаба 20-й армии Западного фронта генерал-майора  Л.М. Сандалова, бойцов-героев боев зимы 1941-1942 гг.