上海博物館陳列面積***計12000平方米，壹樓為中國古代青銅館、中國古代雕塑館和展覽大廳；二樓為中國古代陶瓷館、暫得樓陶瓷館和展覽廳；三樓為中國歷代書法館、中國歷代繪畫館、中國歷代查印館；四樓為中國古代玉器館、中國歷代錢幣館、中國明清家具館、中國少數民族工藝館和展覽廳。
古代青銅館：中國古代青銅館展廳面積1200平方米，其中陳列了400余件精美的青銅器，中國商周時代，青銅器是古代社會文明的重要標誌。 上海博物館收藏的青銅器又以具有長篇銘文和著錄的重較多為特色，新的陳列品中還有西周的晉候器和秦國早期秦公器等重要文物。
古代雕塑館：中國古代雕塑館展廳面積640平方米展廳，其中有120余件展品。展廳以金、紅、黑三色為基本色調，以佛教藝術中常用的蓮瓣形做隔墻，石窟寺中的佛龕做壁櫥，以及露置的陳列形式。除陳列部分木雕、陶塑外，以石刻塑像為主，這裏有北魏、北齊、北周和隋唐雕塑，以及南石刻、金銅佛像等。
古代陶瓷館：中國古代陶瓷館展廳面積1300平方米，***陳列了展品500余件。其中有新石器時代的彩陶和灰陶、商周及春秋戰國時代的原始青瓷、東漢時代的的青瓷，還有唐朝的唐三彩。宋、金、遼時代，各地窯場林立。元、明、清三代，景德鎮成為中國瓷業的中心，所燒制的釉下彩、釉上彩和顏色釉瓷器皆有展出。
歷代書法館：中國歷代書法館集中了中各個時期的典型名作，系統地展示了中國書法藝術的歷史軌跡。展廳采用了展框、自動感應的燈光照明。
歷代璽印館：中國歷代璽印館是中國第壹個專題陳列璽印篆刻的藝術館。展廳面積380平方米，展出璽印篆刻500余件。整個陳列以印章藝術的發展歷史為線索，上自西周，下迄清末，是從館藏壹萬余枚印章文物中遴選出來的具有代表性、藝術性的精品。展館內借助高低錯落的展櫃，應用多種技術手段，使實物與輔助陳列相互配合。
歷代繪畫館：展廳面積1200平方米，***陳列歷代繪畫精品120余件，從唐代至近代，各種繪畫門類均有所體現。繪畫有著深厚的傳統和獨特的民族風格。它是以毛筆、墨、絹紙為主要工具、以點線結構為主要表現手段的造型藝術。為有效地保護展品和方便觀眾欣賞，展室內還采用了自動調節光照的感應射燈。
民族工藝館：展廳面積700多平方米，集中陳列了少數民族的服飾工藝、染織繡、金屬工藝、雕刻品、陶器、漆器、藤竹編和面具藝術等近600件。表現了少數民族工藝品的奇異風格。
歷代錢幣館：展廳面積730平方米，通過近7000件文物，集中展現了中國貨幣發生、發展和中外經濟文化交流的歷史概貌。錢幣館內還辟有杜維善、譚端言伉儷捐贈的絲綢之路中亞古幣專室。
明清家居館：家具館700平方米展廳內陳列了明清時代中國家具精華100多件。
古代玉器館：中國素有“玉石之國”的美譽，制作玉器已有七千多年的歷史。古代社會，玉不僅被用於裝飾，而且是財富、權力的標誌，又是統治者祭天祀地、溝通神靈的法物。