W głównej sali ekspozycyjnej Gmachu Głównego Muzeum można zobaczyć niemal wszystkie rodzaje statków powietrznych – samoloty, w tym pięć amatorskich, szybowce, motoszybowce i śmigłowce
Na lewo od wejścia stoją dwa samoloty amatorskie – żółty dwupłat, skonstruowany i zbudowany przez Jerzego Ostrowskiego i średniopłat J-2 Polonez, skonstruowany przez Jarosława Janowskiego, zbudowany przez Andrzeja Fiuka. Za nimi stoją dwa śmigłowce. Pierwszy z nich to SM-1, pierwszy typ śmigłowca produkowany seryjnie w Polsce w zakładach WSK PZL Świdnik na licencji radzieckiego Mila Mi-1. Rozpoczęcie produkcji tych śmigłowców w 1956 r. było prawdziwym początkiem ery wiropłatów w polskim lotnictwie. Prezentowany egzemplarz, trzeci wyprodukowany, był eksploatowany przez Instytut Lotnictwa w Warszawie, gdzie służył do rozmaitych prób w locie. Został przyprowadzony do Muzeum przez Ryszarda Witkowskiego 30 lipca 1973 r. Za nim stoi śmigłowiec wielozadaniowy Mi-2 – najliczniej produkowany wiropłat w Polsce – który był użytkowany przez Komendę Wojewódzką Policji we Wrocławiu.
Naprzeciw niego stoi prototyp samolotu PZL-105 Flaming. Miał to być następca najliczniej produkowanego samolotu polskiej konstrukcji, jednak nie był on zbyt udany i nie wszedł do produkcji seryjnej. Obok niego stoi radziecki dwumiejscowy Jakowlew Jak-17W, skonstruowany niedługo po II wojnie światowej – pierwszy samolot w Polsce z napędem odrzutowym, przeznaczony do przeszkalania pilotów na samoloty z tym nowym wówczas typem napędu. Prezentowany egzemplarz został przekazany pod koniec lat 50. przez wojsko Instytutowi Lotnictwa w celu przygotowania cywilnych pilotów do oblotu pierwszego polskiego samolotu odrzutowego TS-11 Iskra. Obok niego stoi TS-8 Bies – samolot szkolny skonstruowany przez Tadeusza Sołtyka, na którym wyszkoliły się pokolenia pilotów wojskowych. Metalowy dolnopłat z żółtym kołpakiem śmigła to PZL M-4 Tarpan, prototyp samolotu szkolno – akrobacyjnego z lat 60., nie wprowadzony do produkcji z powodu braku odpowiedniego silnika.
Najbliżej wejścia wisi jeden z najbardziej nietypowych szybowców zbudowanych w Polsce – bezogonowy SZD-6X Nietoperz, skonstruowany na początku lat 50. w celu wypróbowania oporowego układu sterowania, przy pomocy krokodylowych lotek na końcach skrzydeł. Dwumiejscowy grzbietopłat ze śmigłem pchającym wiszący za jego prawym skrzydłem to motoszybowiec PW-4 Pelikan, skonstruowany w latach 90. na Wydziale Mechaniki, Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej, nie produkowany seryjnie. Przy lewym skrzydle Nietoperza wisi Scheibe SF-27A Zugvogel V, niemiecki szybowiec wyczynowy klasy standard, skonstruowany w latach 60. Za ogonem Nietoperza wisi amerykański samolot ultralekki Rand Robinson KR-2, zbudowany z zestawu do samodzielnego montażu. Kremowo-granatowy dwupłat o nietypowym układzie sterowania, bez steru wysokości i lotek to EC-3 Pou Plume. Oba te samoloty należały do śląskiego lotnika Józefa Gorszczyńskiego. Obok Pou Plume wisi J-3 Eagle, kolejna konstrukcja Jarosława Janowskiego, będąca rozwinięciem Poloneza.
Centralne miejsce zajmuje TS-11 Iskra – dwumiejscowy samolot szkolno-treningowy przeznaczony do szkolenia pilotów wojskowych, skonstruowany pod koniec lat 50. przez inż. Tadeusza Sołtyka. Był to pierwszy samolot odrzutowy polskiej konstrukcji. Wyprodukowano 419 tych maszyn. W polskim lotnictwie wojskowym były w służbie przez niemal 60 lat, od 1964 r. do 2021 r. Przed wejściem do gmachu Muzeum, widoczne przez szybę, stoją trzy egzemplarze w barwach polskich. Jeden z nich z należał do zespołu akrobacyjnego Sił Powietrznych „Biało-Czerwone Iskry”. Iskra stojąca wewnątrz nosi barwy jedynego użytkownika zagranicznego tych samolotów – Sił Powietrznych Indii.
Pozostałe eksponaty to konstrukcje mgr inż. Edwarda Margańskiego – samolot eksperymentalny Aeroem Małgosia II, na którym prowadzono próby nowatorskiego układu sterowania i EM-10 Bielik – pierwszy samolot z napędem odrzutowym, zbudowany w Polsce w prywatnej firmie. Na podwyższeniu pod ścianą stoi zdalnie sterowany, eksperymentalny model latający „Latacz” z napędem elektrycznym, służący do prób pionowego startu, przejścia do lotu poziomego i pionowego lądowania.
Na podwyższeniu przy przeciwległej ścianie leży pełnowymiarowa makieta suborbitalnej rakiety doświadczalnej Perun, zbudowanej przez polską firmę SpaceForest.
