香山革命纪念馆占地面积2.4公顷，建筑面积为17985平方米，结构形式为现浇钢筋混凝土框架两层建筑结构。香山革命纪念馆一层内设专题展厅、学术报告厅、观众休息区、观众服务区、文创产品区、文物库房、餐厅和办公等区域；二层为主场序厅。

香山革命纪念馆南立面设置28根廊柱，象征中国共产党从建党到建国的28年奋斗历程。南广场位于二层南门外，面积约3600平方米，作为礼仪广场，设置国旗及旗台，高为19.49米，用于举办重大纪念活动和党员教育活动。

二层的主序展厅为环形设计，高8米，占地面积540平方米，序厅正中矗立“毛泽东同志在香山”大型雕塑，背景油画为“香山之春”，油画面积320平方米，雕塑左侧为“渡江战役”浮雕，右侧为“共商国是”浮雕。

香山革命纪念馆采用新中式风格。建筑的最大特点为保留两根轴线，轴线坐南朝北，便于举办重大政治活动，东西轴线为南广场和一层群众接待等工作。香山革命纪念馆加入新媒体艺术，动态影像视频还原历史，展馆内“西苑机场阅兵”和“开国大典”原始影片首次对外公开。“人民欢迎解放军进城”为第一个采用“步入式”的新展示形式，让观众能亲身体会到欢迎解放军进城的感觉，10米多距离有5000多雕塑人。“开国大典”首次采用全息影像技术，通过LED屏将开国大典中阅兵等全过程原始影像展出。