仙桃博物馆总建筑面积7932.4平方米，展厅面积共3320平方米。建筑共有4层，一到三层分别为分为《沔水汤汤-仙桃古代历史文化厅》、《赤焰忠魂-仙桃革命历史厅》、《沔阳忆·五官趣——仙桃非遗文化展》以及一个临时展厅。