В музее-памятнике «Сампсониевский собор» завершена реэкспозиция постоянной выставки. Выставка состоит из трех разделов, объединенных одной темой – «300 лет основания Сампсониевского собора в честь Полтавской победы», и создана с использованием материалов основного и вспомогательного фондов музея.
Первый раздел посвящен Полтавскому сражению, одному из главных сражений Северной войны (1700–1721) между Россией и Швецией, и основанию храма во имя прп. Сампсония Странноприимца в честь славной победы. На экспозиции представлены книги XVIII века, серия медалей «Полтава» художника-модельера А.А.Архипова, выпущенная к 300-летию Полтавской победы, горсть земли с поля Полтавской битвы, макеты деревянной Сампсониевской церкви и каменного храма, копии гравюр.
Второй раздел посвящен празднованию 200-летнего и 300-летнего юбилеев Полтавской победы и основания Сампсониевского собора в Санкт-Петербурге. Комплексная реставрация 1909 г. к 200-летию храма, возглавленная епархиальным архитектором А.П. Аплаксиным, представлена его альбомом, изданным как отчет о проведенных работах, копиями фотографий с видами храма до реставрации, а также во время проведения юбилейных торжеств 1909 года: церемонии открытия памятника Петру I, праздничному богослужению и параду войск. Празднование 300-летнего юбилея в 2009 году иллюстрируется фотографиями парада, торжественного богослужения, дополненными юбилейными медалями художника-модельера Ф.С.Андронова, гильзой полуденного выстрела в честь празднования 300-летнего юбилея собора, юбилейным конвертом.
Третий раздел посвящен как духовным, так и материальным утратам Сампсониевского собора, которые постигли его в послереволюционный период. Большинство ценностей было утрачено безвозвратно, но некоторым было суждено возвратиться, в частности, представленному на выставке Малому Евангелию Сампсониевского собора XVIII века, приобретенному музеем. На фотографиях можно увидеть портреты настоятелей и священников, которые служили в соборе в период конца XIX–начала ХХ вв.
В мае 2002 года Сампсониевский храм вновь обрел возможность регулярно проводить богослужения. Этому событию посвящен ряд фотографий.
Кроме выставки в соборе можно посмотреть видеофильм, посвященный истории Сампсониевского собора.