Im Hauptgebäude wird die Geschichte durch Modelle, Bilder und Fototafeln erzählt. Sie sehen Hiroshima vor und nach dem Abwurf, den Hintergrund des Atombombenabwurfs, die Wirklichkeit des Atomzeitalters und die eigenen Friedensbemühungen der Stadt. Zusammen vermitteln diese Tafeln den gesamten Bogen: von der Stadt, wie sie war, über den Tag, der sie veränderte, bis zur Frage, was als Nächstes kommt. Dann gibt es die Artefakte. Diese Objekte und Materialien zeigen, was genau am 6. August 1945 in Hiroshima geschah. Um 8:15 Uhr morgens warf an jenem Tag ein Bomber vom Typ B-29 der Vereinigten Staaten, die Enola Gay, die erste Atombombe ab, die je im Krieg eingesetzt wurde. Die Bombe, genannt Little Boy, tötete etwa 140.000 Menschen. In diesem Licht betrachtet wird ein einzelner alltäglicher Gegenstand in der Ausstellung zu einem sehr unmittelbaren Zugang zu einer sehr großen Zahl. Das Gebäude hat außerdem ein Videotheater, in dem Dokumentarfilme gezeigt werden. In den Untergeschossen befinden sich Ausstellungsräume mit Gemälden des Bombenabwurfs, die von überlebenden Bürgern angefertigt wurden, aus der Erinnerung gemalt von Menschen, die es selbst erlebt haben.