Панорама состоит из четырёх залов (вводный, панорамный, диорамный и заключительный).

Темы картин первого зала: турецкое иго, апрельское восстание 1876 года, митинг в Санкт-Петербурге в защиту болгарского народа, форсирование Дуная русской армией, самарское знамя и бой на Шипке.

В панорамном зале отражен третий штурм Плевена русской армией и румынами 11 сентября 1877 г. На полотне, размеры которого 115/ 15 метров, показан самый драматический момент сражения в этот день — бой на южном участке. После нескольких безуспешных атак, русско—румынским войскам удалось завладеть двумя линиями траншей и Гривицким редутом. Турецкие войска предприняли несколько попыток выбить противника, но безрезультатно. Всю ночь не стихали перестрелки. Утром турки сконцентрировали силы и после серии атак, последнюю из которых возглавил сам Осман-паша, вынудили войска генерала Скобелева отступить. Потери русских войск составили около 13000 человек, потери румын — около 3000 человек.

После неуспешного третьего штурма началась блокада города, осуществленная по плану известного военного инженера Э. И. Тотлебена. После трехмесячной изоляции обессиленная турецкая армия предприняла попытку прорыва блокадного кольца 10 декабря 1877 г. На полотне диорамы /17 на 5 м/, в третьем зале, показан разгром турецкой армии в долине реки Вит под Плевеном.

Две картины заключительного зала посвящены капитуляции Осман-паши и зимнему переходу русской армии через Балканы, в нескольких витринах представлены материалы из фондов Военно-исторических музеев: оружие, униформы и др.