พิพิธภัณฑ์ปืนใหญ่กระทรวงกลาโหม จัดแสดงกลางแจ้งด้านหน้าและด้านข้างของกระทรวงกลาโหม โดยเรียงลำดับหมวดหมู่ตามอายุและยุคสมัยของปืน เริ่มจากปลายสมัยกรุงศรีอยุธยา ธนบุรี  และกรุงรัตนโกสินทร์ มีทั้งหมด 40 กระบอก แต่ละกระบอกมีป้ายชื่อและประวัติจารึกลงบนแผ่นทองเหลืออธิบายความเป็นมา

จุดเด่นของปืนใหญ่ที่จัดแสดง คือ ลวดลายประดับที่อยู่บริเวณท้ายปืน รอบปากกระบอก และส่วนกลางกระบอก แสดงถึงรูปแบบศิลปะที่นิยมกันในยุคที่ปืนกระบอกนั้นถูกสร้างขึ้น เช่น รูปบุคคลมีปีกคล้ายกินนรแต่ศีรษะเป็นฝรั่งมีผมหยิก  รูปสิงห์ รูปคชสีห์ ลายไทยแบบที่พบได้ในสถาปัตยกรรม และหลายกระบอกประดับลวดลายแบบตะวันตก

ปืนที่มีความโดดเด่นที่สุด คือ ปืนพญาตานี เอกสารทางประวัติศาสตร์กล่าวถึงประวัติของปืนกระบอกนี้ว่าหล่อขึ้นในสมัยอยุธยา โดยช่างชาวจีน โดยหล่อปืนขึ้นทั้งหมด 3 กระบอก สองกระบอกแรกสำเร็จด้วยดี เหลือแต่กระบอกที่สามพยายามหล่ออยู่หลายครั้งแต่ไม่สำเร็จ ช่างจึงตั้งโต๊ะเซ่นไหว้เอาชีวิตของตนถวายถ้าหล่อปืนได้สำเร็จ  ปรากฏว่าเมื่อหล่อได้แล้ว  นายช่างหล่อปืนจึงไปยืนหน้ากระบอกปืน แล้วจุดทดลองยิง

นอกจากนั้น  ปืนกระบอกนี้ยังมีขนาดใหญ่และยาวที่สุด  ใช้วัสดุสำริด  ส่วนท้ายปืนเป็นรูปสังข์ปลายงอน ที่เพลามีรูปราชสีห์  บนกระบอกปืนมีจารึกว่า "พญาตานี"  มีห่วงสำหรับยก 4 ห่วง มีรูชนวนบริเวณท้ายปืน ความยาว 6.82 เมตร ตั้งอยู่บริเวณสนามฝั่งทิศใต้

อีกจุดที่น่าสนใจ คือ ชื่อของปืนหลายกระบอกแสดงถึงชนชาติต่างๆ ที่มีความสัมพันธ์ทางทหารกับไทย เช่น  ขอมดำดิน  ไทใหญ่เล่นหน้า  ยวนง่าง้าว  ฝรั่งร้ายปืนแม่น  จีนสาวไส้  มักกะสันแหกค่าย และมุงิดทะลวงฟัน เป็นต้น