Открытый после реконструкции 12 апреля 2021 года музей значительной расширился и теперь состоит из нескольких залов:
- экспозиция «Дорога в космос», рассказывающая о пребывании Юрия Гагарина в Оренбурге, его легендарном 108-минутном полете и этапах развития отечественной космонавтики;
- зал с интерактивными экспонатами, объясняющими некоторые космические явления и показывающими технологии, используемые в космонавтике;
- мемориальная комната семьи Горячевых, где с родителями жила когда-то Валентина Гагарина, куда прибегал курсант Юра Гагарин, где прошла свадьба их свадьба.
Воспроизведена обстановка комнаты семьи Горячевых согласно рассказам самой Валентины и ее сестры Таисии.
