Отдельные, плотно заполненные витрины посвящены реорганизации и модернизации Тульского оружейного завода в 1870-е гг. и превращению его в централизованное современное машиностроительное предприятие, началу производства казнозарядного оружия под унитарный патрон (винтовки Бердана обр. 1870 г., револьверы "Смит-Вессон русский"), с использованием новых литых сталей и нового станочного парка. Кстати, с этим непосредственно связано и создание заводского музея оружия: его открытие стало частью торжественного открытия реконструированного завода. Здесь же показаны картечницы Гатлинга-Горлова и Гатлинга-Барановского производства завода Нобеля в Санкт-Петербурге - эти "скорострелки" составили совершенно новый элемент системы артиллерийско-стрелкового вооружения того периода.
Следующий важнейший этап (конец XIX - начало XX в.) - переход к патрону с бездымным порохом, создание и начало выпуска 3-линейной винтовки обр. 1891 г., организация производства в России пулемета Максима и работы над автоматическим оружием. Необходимость перевооружения армии снова способствовала техническому перевооружению завода. Не могут не произвести впечатления винтовка образца 1870 г. за №1.000.000, "трехлинейки" за №1 и №1.000.000 (изготовлена уже в 1897 г.) и пулемет "Максим" №1 изготовления Императорского Тульского оружейного завода.
Реконструкция импровизированной зенитной установки пулемета "Максим" обр.1910 г.
Пятиствольная "револьверная" пушка "Гочкис" производства Императорского Тульского оружейного завода на морской тумбовой установке.
Авиационная модификация пулемета "Виккерс" и два этапных образца в истории русского автоматического оружия - автоматическая винтовка Федорова и автомат ("ручное ружье- пулемет") Федорова.
Самозарядные пистолеты периода Первой мировой войны: С/96 "Маузер", LP.08 "Парабеллум" ("артиллерийский"), Р.04 "парабеллум" ("флотский"), "Рот-Штайр" 1907 г., "Штайр" 1912 г., "Дрейзе".
Пулеметы 1930-х гг.: авиационные ПВ-1 и ДА, рядом - опытный станковый пулемет ТКБ-67 системы Силина.
Наибольшее внимание на втором экспозиционном уровне отведено, конечно, годам Первой мировой и Великой Отечественной войн. В части экспозиции, посвященной межвоенному периоду, отражены процесс усложнения и расширения системы стрелкового вооружения, перевооружение Красной Армии, формирование и работы Проектноконструкторского бюро, созданного при Первых оружейных заводах СССР в Туле в 1927 г. (с 1933 г. - ЦКБ стрелкового вооружения, с 1936 г. - ЦКБ-14). Представлены и изделия других конструкторских бюро. Этапы работы Ф.В. Токарева над автоматической и самозарядной винтовкой в Туле показаны параллельно с работами над винтовками в Коврове. Рядом находятся пулеметы различного назначения, созданные в тульском ПКБ и В.А. Дегтяревым в ковровском ПКБ (БНКиС).
В целом отрадно, что кроме принятых на вооружение и серийно выпускавшихся образцов достаточно широко представлены опытные конструкции. Наряду с отечественными образцами имеется и зарубежное оружие соответствующего периода, закупавшееся для нашей армии, приходившее для изучения и трофейное.
Экспозиция музея, конечно, не ограничивается военным оружием. Отдельные витрины отведены охотничьему и спортивному оружию отечественного и зарубежного производства. Здесь можно увидеть и существенную разницу, и взаимное влияние военного, охотничьего и спортивного оружия. Если чего-то и не хватает на ряде стендов, то это, пожалуй, образцов боеприпасов к представленным образцам оружия, которые бы позволили более полно судить об оружейных комплексах, изменении и усложнении задач, решаемых различными типами оружия. Хотя это можно отнести к придиркам ворчливого посетителя.
В экспозиции весьма активно использованы современные технологии музейного дела, в частности - мультмедийные системы. Тут и панели с виртуальным рассказчиком, и видео-стена "Лента времени", и голографические витрины, динамично отражающие устройство и работу фитильного ружья, ружья с ударно-кремневым замком и магазинной винтовки обр. 1891 г., т.е. самые существенные этапы развития стрелкового оружия показаны как-бы "изнутри". Есть демонстрационные зоны, где можно увидеть кадры хроники Первой мировой, Гражданской, Великой Отечественной войны - более чем наглядная демонстрация работы выставленных тут же экспонатов. В отличие от ряда современных музеев, "аудиовизуальные технологии" здесь не подменяют собой натурную экспозицию, а поясняют ее. Всплывающие "электронные этикетки" на информационных панелях витрин позволяют получать краткую справку по каждому экспонату.
Опытные авиационные пулеметы Токарева 1929 г. и А-2 Надашкевича (на основе пулемета "Максим").
Станковые пулеметы: финский КК 09/32 (модификация системы Максима) и польский Wz.30 системы Браунинга.
Станковый пулемет обр.1939 г. ДС системы В.А. Дегтярева.
Опытные самозарядные и автоматические винтовки и карабины, разработанные Ф.В. Токаревым в ЦКБ СВ (ЦКБ-14) с 1924 г. по 1941 г. Внизу - разработанный Ф.В. Токаревым прибор для измерения темпа стрельбы.