国家级展馆，分为：序幕厅、文物厅、民俗厅、蚕桑厅、制丝厅、丝织厅、印染厅、现代成就厅、以及友谊商场等部分，全面展示了中国丝绸文化的历史与现实面貌。
    主厅讲述的是一个关于中国丝绸的故事，主要讲述丝绸的起源和发展、丝绸的主要种类、丝绸之路及丝绸在古代社会生活中占据的地位。
    染织厅和现代成就厅分别展示了古代织机发展的历程和新中国成立后我国在丝绸生产、科研和对外贸易上所取得的辉煌成就。馆内还设有临展厅，举办各类临时专题展览。 
    馆内还设有五个各具特色的丝绸商场、小卖部、茶室等附属设施。
（1）序厅　　 引导观众进入主题的序厅，起着凸现博物馆的特性和桑蚕丝帛主题的作用：大厅正中的蚕茧抽象模型、  中国丝绸博物馆
其背后绣的桑叶纹理的巨大乱针绣、丝筒吊顶、象征经纬线平纹交织的木格栅和左右两侧的玻璃版面分别简要介绍蚕、桑、丝、绸和丝绸年表，使观众在参观之始就对丝绸生产及中西丝绸发展史有一个初步的认识，为理解后面的展览提供技术支持。 　　

（2）丝绸厅 　　陈列分“前言”、“丝绸的起源与发展”、“绚丽多彩的中国丝绸”三部分讲述丝绸的发展历史和绚丽多姿的织染绣品。1、“丝绸的起源与发展”通过“起源与初创——创新与成熟-融汇与发展”子单元的展品与图板的有机结合，展现中国丝绸五千年发展史的三个重要阶段。2、“绚丽多彩的中国丝绸”分“形形色色的丝织品种——五彩缤纷的印染织物——美轮美奂的丝绸绣品——寓意丰富的丝绸纹样”四部分，通过展示绫、罗、绸、缎、锦等历代织绣精品、明清官营织造匹料及丝绸品种的组织结构放大模型，并安置织物观察台和“绣房”场景，更生动直观地向观众解答什么是绫、罗、绸、缎，什么是织、染、绣。 　　

（3）丝绸之路连廊 　　通过大型古代丝绸之路地图和丝路出土的汉唐织物珍品的展示，再现了著名的草原陆路丝路、海上丝路等四条丝路的具体走向及新航路开辟后的丝绸之路和它们所带来的中西方文化的交融。为弥补丝绸之路内容在静态场景的不足，精心制作了丝绸之路DVD录像片，并在展区中开辟小放映室播放该片。 　　

（4）服饰厅 　　分“遵神循礼——锦衣绣服——家常日用”三部分，以丝绸服饰与历代微缩服装人物模型、图板、象征性复原场景相结合的形式，形象地诠释丝绸在古代社会的功用，展现战国至清代流行的袄裙袍服、补服、龙袍等宫廷华服和家常日用绣品。 　　

（5）蚕桑厅 　　主要展示蚕的自然属性，采用科普教育的半封闭式陈列，通过“神奇的变化”、“家蚕最爱吃桑叶”、“蚕体的奥秘”、“蚕茧”、“蚕丝”、“美丽的吐丝昆虫”、“蚕农的家园”、“蚕桑利用”等八个方面揭示从蚕到丝的奥秘。以桑、蚕、蛾标本与色泽艳丽图板为主要展陈手段，大量采用多媒体形式，安置了数台触摸屏来展示蚕选择桑、蚕结茧过程、蚕器官及蚕乡蚕俗。 　　

（6）染织厅 　　以丝绸的织造、染色工艺为主线，以织具模型形象生动地让观众了解中国古代丝绸染织生产过程。展览分“工艺中国丝绸博物馆流程”、“丝线加工”、“机杼原理”、“织机脉络”、“染色体系”五部分。此厅还设立“学习园地”展区，观众可在此动手制作丝绸工艺品，切身感受丝绸手工制作带来的无穷乐趣。同时在多媒体上安装“ZIS素织物计算机设计系统”，观众可以在专业人员的指导下进行织物组织和织物图案的设计，以培养观众的纺织品设计兴趣。 　　

（7）织造坊 　　这是一个全开放式陈列厅，以织机的现场操作表演为主，展示目前仍在生产的民族、民间织机及复原的古代织机。按复原织机、江南染织、少数民族织机为主题来安排13台种类各异的织机，动态的表演展现了我国古代织机的高超技艺，具有强烈的感染效果。