Экспозиции музея дают полное представление об истории палехского искусства иконописания с XVII в. и создание лаковой миниатюры Палеха. В составе Государственного музея палехского искусства находится 5 отделов: Музей лаковой миниатюры, Музей икон, а также Дом-музей П. Д. Корина, Дом-музей Н. М. Зиновьева, Музей-мастерская скульптора Н. В. Дыдыкина, где рассказывается о жизни и творчестве народных художников СССР П. Д. Корина и старейшего мастера лаковой миниатюры Н. М. Зиновьева, бывшего иконописца – заслуженного деятеля искусств РСФСР, скульптора Н. В. Дыдыкина.

5 декабря 2014 года состоялось открытие нового музея в Палехе. Государственный музей палехского искусства впервые получил возможность уникального иконописного собрания. Древние иконы XIV–XVII вв. – результат собирательской деятельности палешан, который активно велась ещё в XVIII веке. Согласно преданию, в местном Крестовоздвиженском храме находилось множество икон, привезённых палехскими иконописцами «из пределов Новгородских, Вологодских, Архангельских…». Иконы из Крестовоздвиженского храма в Палехе и являются основой музейной коллекции. В 1936 году был создан отдел дореволюционного палехского искусства. Его фонды пополнялись в результате научных исследований, организованных сотрудниками музея по Ивановской области.

Дизайнерское решение экспозиции икон выполнено Фондом межрегиональных проектов, г. Москва.