Експозиція музею розміщена у восьми кімнатах та фойє:
– чотири кімнати експозиції, присвяченої життю та науковій діяльності академіка, що включають в себе й етнографічну експозицію;
– одна кімната присвячена пам’яті Володимира Гнатюка та відкриттю музею;
– дві меморіальні кімнати – «Вітальня Володимира Гнатюка» та «Робочий кабінет Володимира Гнатюка»;
– фондова кімната.
У фондах музею — понад 9 000 експонатів.
Зокрема, містяться світлини Володимира Гнатюка, мапи Австро-Угорщини за 1895−1902 роки, рукописи, альбоми, книжки та окремі збірники з автографами вченого-земляка; книжки й збірники праць багатьох письменників і вчених України та інших європейських держав, що видані ним; домоткані рушники, верети, створені батьком академіка – Михайлом Гнатюком. Вишивки теперішні, старовині – вишиті ще дружиною В. Гнатюка.
Кожного дня етнографічно-меморіальний музей Володимира Гнатюка у Велесневі, перетворений нині у значний культурний осередок, приймає гостей з різних куточків нашої Батьківщини та з-за кордону.
Даниною пам’яті Володимиру Гнатюку є встановлене перед музеєм його бронзове погруддя
(1971, скульптура Л. Біганич, архітектор В. Блюсюк).