第五展室展出徐悲鸿的油画作品，第六展室展出徐悲鸿的素描作品，第四展室为徐悲鸿生平纪念展室，展示着青年徐悲鸿从贫寒的乡村走向世界的艰难历程，以及他生前画室的复原和珍贵遗物。除展览厅之外，馆内还收藏了徐悲鸿先生的遗作以及他倾毕生精力收藏的历代名家书画和上万件图书资料、碑拓珍迹。