Экспозиция посвящена истории автомобильного транспорта в нашей стране.
Вводный зал рассказывает о добензиновой эпохе “безлошадных экипажей”. Представленные макеты знакомят с историей создания самодвижущейся повозки.
В зале антикварных автомобилей представлены машины, бытовавшие в России в конце XIX — начале XX вв., а также — коллекция двигателей этого времени. Центральный экспонат автомобильной коллекции Политехнического музея — “Руссо-Балт”К12/20, единственный сохранившийся русский автомобиль дореволюционной постройки.
Следующий зал знакомит с зарождением и становлением советской автомобильной промышленности — от первого АМО-Ф15 до “советских Фордов” ГАЗ-А и ГАЗ-АА.
В зале, посвящённом развитию автомобилестроения в 1936 — 1945 гг., демонстрируются машины Горьковского и московских автозаводов. Это ГАЗ-М1 (“Эмка”), КИМ10-50, КИМ10-52 и “трёхтонка“ ЗИС-5В выпуска военных лет.
В отдельном зале собраны экспонаты, связанные с деятельностью выдающегося конструктора автомобилей повышенной проходимости и боевой техники Виталия Андреевича ГРАЧЁВА.
В двух последних залах представлены машины, выпускавшиеся после войны; экспонируются, также, два автомобиля для шоссейно-кольцевых гонок.
Дополняют экспозицию исторические материалы, посвящённые крупнейшим дореволюционным автомобильным заводам, автомобильным пробегам 1933 и 1934 гг., макеты несохранившихся отечественных машин, дизайн-проекты художников-конструкторов, выполненные в 1950-60-е гг.