Историко-мемориальная экспозиция «Владельцы Гомельского имения Румянцевы и Паскевичи» открыта 3 июля 2003 г. Размещенные на трех этажах башни подлинные экспонаты (картины, скульптура, художественная бронза, оружие, личные вещи) позволяют показать историю Гомеля, дворца и парка конца XVIII - начала XX веков, раскрыть роль владельцев Гомельского имения Румянцевых и Паскевичей в создании дворцово-паркового ансамбля и формировании нового облика Гомеля, реконструировать некоторые из интерьеров дворца.
В Гомельском дворце князей Паскевичей, наряду с произведениями живописи и декоративно-прикладного искусства светского характера, находилось большое собрание культовых предметов. Большая часть их была сосредоточена в помещении домовой церкви, устроенной в 1857-58 гг. в северном ризалите дворца в честь приезда в Гомель императора Александра II.
За последние 100 лет на территории Гомельского района археологические изыскания проводили около 20 исследователей. Они раскапывали стоянки первых людей, поселения среднего каменного века, нового каменного века, стоянки и могильники эпохи бронзы, селища и городища железного века. Благодаря работам корифея беларуской археологии К. М. Поликарповича, сейчас у музея есть возможность показать вещи с самой древней стоянки на территории Беларуси у д. Бердыж Чечерского района Гомельской области. Древнейшую историю региона иллюстрируют 4 первые витрины. В ходе экскурсии можно будет узнать о том, как выглядел человек 40-10 тыс. лет назад, какие животные водились в Поднепровье, увидеть кости и зубы мамонтов, шерстистого носорога.
В XIX - начале XX века помещения первого этажа центральной части дворца Румянцевых и Паскевичей в жизни владельцев играли роль парадных помещений, где совершались приемы, проводились торжественные мероприятия. Архитектура и внешнее убранство помещений соответствовали их статусу, а обустройство комнат дворца отражало не только требования архитектурной моды, но и запросы его владельцев. Первый этаж дворца имел большую высоту и включал основные парадные залы или общественные апартаменты. Столовая (сегодня - зал торжественных приёмов) - была вторым по величине помещением главного корпуса дворца.
В экспозиции представлена небольшая коллекция экзотических животных, которые представляют возможность ознакомиться с таинственным миром рептилий из Австралии, Центральной и Южной Америки и Азии.
В Северном крыле Дворца Румянцевых и Паскевичей размещена постоянно действующая экспозиция «Животный мир Гомельщины». На ней представлены чучела животных, обитающих в Гомельской области. Коллекция насчитывает 171 экспонат.
Одной из экспозиций музея государственного историко-культурного учреждения «Гомельский дворцово-парковый ансамбль», которая пользуется большим интересом у посетителей разных возрастных категорий, является экспозиция «Загадочная фантазия моря». Здесь представлены водные животные из коллекции, которую музей приобрел в 1998 году у гомельчанки Малаховой Лидии Фёдоровны. Коллекционированием Лидия Федоровна занялась, выйдя на пенсию, и за 17 лет смогла собрать 5304 экземпляра морских животных.
