鲁西南战役纪念馆总建筑面积6000平方米，分为鲁西南战役陈列馆和鲁西南战役全景画馆两部分，馆名由原中央军委副主席刘华清题写。
全景画馆高19.47米，寓意战役发生在1947年，是按照抗日战争纪念馆的标准建设的一座利用声、光、电等现代先进技术，演示当年战斗情形的全景画馆。鲁西南战役陈列馆采用目前流行的庭院式，通透式的建筑风格，分为东西两个展厅，整个展馆格调庄重、舒展大气，陈列资料丰富创作精细，内容详实，全面反映了鲁西南战役的胜利进程，真实得再现了刘伯承、邓小平率领的晋冀鲁豫野战军在中共中央、中央军委和毛主席带领下，运筹帷幄、纵横驰骋，突破国民党军的黄河防线，鏖战鲁西南，挺近大别山的壮阔场景，让人充分体验到战争的残酷与无情，唤起人们更加珍视现在的稳定与和平。
鲁西南战役陈列馆分为东西两个展厅，由序厅、战前态势、挺进鲁西南、鏖战羊山集等部分组成，馆内陈列有当年一些珍贵的照片，影集、实物等革命文物，再现了当年炮火连天的场面。