中國航空博物館壹期工程占地約20萬平方米，由山洞大展廳、珍寶館展廳和露天展區組成。二期工程建成後，其整體面積達到53萬平方米 。 露天展區面積為40000平方米，露天展廳主要陳列著世界各國制造的各種飛機，如毛澤東、周恩來、朱德在50、60年代乘坐過的飛機，斯大林送給毛澤東的生日禮物──圖-4重型轟炸機，在“駝峰空運”、建設西藏、邊界反擊戰中屢建戰功的C-46大型運輸機，參加“兩航”起義的康維爾－240、C－47以及英國的子爵式、圖-124、三叉戟等大型客機 。
毛澤東的座機
露天陳列場上的壹架銀白色伊爾-14飛機，是毛澤東的座機之壹。從1957年至1958年，毛澤東23次乘坐這架飛機飛往全國各地。現客艙內恢復了毛主席乘坐時的原狀，艙壁上掛著《毛澤東在飛機中工作》的彩色照片。
紅星閃耀的“功臣”戰機
在航博，陳列著壹批抗美援朝戰爭中的功勛飛機。如塗有壹實三虛四顆紅星的米格-15飛機，就是抗美援朝空戰史上中國軍隊首次擊傷、擊落敵機的戰鬥英雄李漢的飛機。1951年12月12日，司令員劉亞樓從前線致電空軍黨委：“為了鼓勵擊落敵機的飛行員及機械人員，我認為可以仿效蘇聯的辦法，每擊落敵機壹架即在擊落敵機的我機上塗上壹顆紅五星”。空軍黨委同意後很快向部隊發出了指示電，並明確擊落、擊傷分別用實心、空心紅星表示。從此，“功臣”飛機上有了閃耀的紅星。
“香玉劇社號”
機頭用紅色油漆噴著“香玉劇社號”字樣的米格-15飛機，是當年著名豫劇表演藝術家常香玉捐贈給誌願軍空軍的戰機。當時，常香玉和她的“香玉劇社”全體同仁，於1951年8月從西安出發，輾轉5省，歷時半年，義演180多場，收入15億多元（舊幣，約合現人民幣15萬元），捐獻給中國人民抗美援朝總會，買回這架戰鬥機裝備前線。