Die Dauerausstellung "Die Entstehung der modernen Medizin" widmet sich dem Wandel in der Medizin seit dem ausgehenden 19. Jahrhundert. Dargestellt werden u.a. die Themen Krankenpflege, Pathologie, Zahntechnik, Infektionskrankheiten, die Geschichte der Pharmaindustrie, die Entwicklung der Mikroskopie, der Röntgentechnik und weiterer bildgebender Verfahren.

Am Beispiel historischer Wachsmoulagen wird die Medizin- und Kulturgeschichte der Syphilis erläutert. Eine voll eingerichtete Praxis erinnert an den Eppendorfer Internisten Hans-Joachim von Leitner. Herausragendes Objekt des Museums ist das Raumensemble aus kleinem und großem Sektionssaal. Die 2014 abgeschlossene Restaurierung hat den Zustand des Jahres 1926 wiederhergestellt.

Teil der Dauerausstellung ist ein Lern- und Gedenkort "Medizinverbrechen im Nationalsozialismus" . Er erinnert an die Hamburger Opfer der NS-Euthanasie, der Zwangssterilisationen und der Humanexperimente im Nationalsozialismus und thematisiert die Verantwortung der Wissenschaften für die Herleitung eines an Eugenik, Rassenideologie und Produktivität orientierten Menschenbilds.