Экспонаты разместили в Манеже (там экспонировались действующие машины), в многочисленных временных павильонах в Александровском саду, на Москве-реке и набережной (пароходы и всё, что с ними связано), и на Варварской площади. Кроме того, на выставке был исторический раздел, посвящённый Петровской эпохе. Всего экспонатов было более 12 тысяч, они были разделены на 25 разделов.
К месту проведения выставки от Брестского (Белорусского) вокзала по Тверской вела специальная временная линия конки, освещались павильоны газом — для этого был сооружён небольшой заводик. Для развлечения публики работал театр, Пётр Ильич Чайковский написал специально по этому случаю кантату «В память 200-летия рождения Петра Великого». Даже своя газета выходила. В общем, размах был огромен!
И, конечно, после окончания выставки стал вопрос: куда девать все эти с таким трудом собранные бесценные экспонаты? Принято было соломоново решение: сделать выставку постоянной, создав в столице два новых музея — Политехнический и Исторический.
Хоть затея стоила очень дорого, но правительство не поскупилось: только на Политехнический музей Думой было выделено полмиллиона рублей и земельный участок, тоже имеющий значительную цену.
Если присмотреться, легко заметить, что здание музея, хотя и выдержано в одном стиле, состоит из трёх разных по декору частей: центральной и правого и левого крыла. Центр был готов уже к 1877 году — его успел закончить архитектор Монигетти, строивший также и царский дворец в Ливадии. Музей стал его последним трудом: во время строительства он заболел и вскоре умер. Северное и южное крыло строили сразу несколько архитекторов. Всего строительство заняло около тридцати лет. Теперь музею предстоит масштабная реконструкция, грозящая полностью исказить его первоначальный вид.
При музее был создан лекторий, который сразу стал очень популярным местом для диспутов и поэтических вечеров. Здесь выступали Владимир Маяковский, Давид Бурлюк, Иван Бунин, Андрей Белый, Велемир Хлебников, Сергей Есенин, Анатолий Мариенгоф, Валерий Брюсов. Традиция продолжилась и в советское время: в лектории читали свои стихи Николай Заболоцкий, Александр Твардовский, Эдуард Багрицкий, Андрей Вознесенский, Роберт Рождественский, Булат Окуджава… Бывали здесь и учёные: нобелевский лауреат Илья Мечников, академики Николай Вавилов, Александр Ферсман, Николай Зелинский, Нильс Бор.
С этим местом связано множество историй, здесь разыгрался кульминационный эпизод одной любовной драмы-«треугольника»: Нина Петровская и два соперничавших поэта — Андрей Белый и Валерий Брюсов. Это была нелепая, трагичная и в чём-то смешная история, завязанная на аффектации и страстях Серебряного века. Главной жертвой в ней оказалась дама — «жена, облечённая в Солнце», как её прозывали, муза двух гениев, ставшая прототипом Ренаты из брюсовского «Огненного ангела».