Nội dung trưng bày và các hoạt động của Phòng Khám phá rất đa dạng, phong phú kết hợp giữa khai thác và sử dụng phần mềm công nghệ trên màn hình cảm ứng để trẻ em có thể truy cập, tra cứu thông tin, hình ảnh, trả lời câu hỏi trắc nghiệm... với các hoạt động trải nghiệm, tương tác được thiết kế theo các dạng trò chơi; khám phá câu chuyện qua các hiện vật; trải nghiệm làm đồ thủ công theo 8 chủ đề: Tranh dân gian Đông Hồ, Đồ vải, Văn học dân gian, Nghệ thuật biểu diễn, Đời sống hàng ngày, Trò chơi dân gian, Đồ chơi dân gian và Văn hóa Đông Nam Á.