博物馆位造型上采用苏式风格，总建筑面积4975平方米，高42米，共7层。其中，4楼以上采用退台式设计，可形成3级360度全景观江平台，游客可登高眺望长江两岸，俯瞰江滩美景。整个楼体的架空层完全架空，不影响防汛行洪。整个横渡长江博物馆外立面装饰五开间的柱廊，三段式塔楼高耸，与防洪纪念碑及沿江大道老建筑风格相呼应，并与防洪纪念碑等构成横渡长江文化园的核心景观。

博物馆展示厅由序厅、主展示厅、体验厅、观景区等组成，展示内容包括“击水中流”、“情系长江”、“大江弄潮”三部分，通过图片、照片、视频、实物等史料，结合写实油画、雕塑等艺术品，再现了毛泽东多次横渡长江的历史，展示武汉历次群众性渡江活动盛况，以及武汉人历史悠久的渡江习俗、文化。