В экспозиционном зале «Великая Отечественная война» представлены материалы о воевавших атырауских солдатах, а также их личные вещи.
Зал был создан к 65-летию Победы, и сегодня здесь размещены экспозиции, посвящённые брестской крепости, битвам за Москву, Сталинград и оборону Ленинграда, в которых участвовали земляки. В экспозиции также представлены фотографии атырауских воинов, принимавших участие в освобождении городов-героев, образцы оружия и личные вещи, использовавшиеся в годы войны.
Особый интерес вызывают военные мундиры и личные документы адмирала флота Льва Владимирского и военного лётчика-испытателя Шаухата Есетова, их фотографии с фронта и с родными, а также снимки встречи освободителей-ветеранов в Москве в 1981 году.
Посетители могут увидеть фотографии и биографии атырауских Героев Советского Союза, полных кавалеров ордена «Славы», Народного Героя Казахстана Хиуаз Доспановой, благодарственные письма, грамоты, личные вещи, боеприпасы, ордена и медали, солдатскую посуду и макет самолёта ПО-2.
В витринах представлены история Гурьевского пехотного училища и военных госпиталей, издания тех лет, средства связи, фронтовые письма и документы, вещи тружеников тыла, свидетельствующие об их мужестве и самоотверженном труде, а также фотолетопись тяжёлых военных лет.
Особое место занимают фотографии и документы ветеранов войны и труда, а также снимки победных парадов с участием казахстанских и атырауских фронтовиков, ордена и медали земляков, занявшие достойное место в экспозиции.
