En 2003, le Musée inauguré une nouvelle exposition permanente, réalisée grâce à la généreuse contribution financière du Ministère de la Culture et des Communications du Québec. Dans le cadre de ce projet majeur, l'intérieur du Musée a été complètement réaménagé afin de présenter, de façon attrayante et hautement professionnelle, un contenu redéfini et plus accessible à un public de tous âges. L'histoire de la défense aérienne canadienne y est illustrée de façon claire et aérée à l'aide de textes, de photos et d'objets variés allant des petits insignes aux moteurs à réaction. De nouveaux objets sont intégrés dans cette exposition dont de nombreuses maquettes et plusieurs mannequins montrant les différentes tenues de vol portées par les pilotes depuis la Première Guerre mondiale. La collection du Musée, qui est en constante expansion, compte plus de 5000 artefacts dont plusieurs sont intégrés à l'exposition.

La présentation comprend plusieurs modules interactifs, dont deux bornes multimédias s'adressant aux jeunes, réalisées grâce à la contribution financière du Ministère du Patrimoine canadien. Les jeunes pourront en apprendre plus sur l'histoire de la défense aérienne du Canada par le biais de cette présentation révolutionnaire opérée à partir d'une reproduction d'un cockpit d'avion de chasse.