扩建后的侵华日军南京大屠杀遇难同胞纪念馆占地111亩，总面积是原馆的3倍多，总建筑面积25000平方米。扩建工程对原有遗址和场馆部分完整保留，并分别向东西两头扩伸。纪念馆共分五个区域：集会区域、展览区域、遗址区域、和平公园及馆藏交流区域。主要场馆包括新展览陈列馆、集会广场、“万人坑”遗址、祭场、冥思厅及和平公园等。

　　 扩建工程设计总体构思体现战争、杀戮、和平三个概念，空间布局寓意为“铸剑为犁”，平面布局映现“和平之舟”。扩建后的纪念馆分为前后两部分：前半部分为“白骨为证、废墟为碑”，用史实增强对人类心灵的震撼；后半部分为“人类家园、走向和平”，突出人们对和平的向往。

　　 纪念馆展览陈列分两部分:一个基本陈列、一个专题展览。

　　 基本陈列为《人类的浩劫—侵华日军南京大屠杀史实展》，主要展示1937年12月至1938年1月侵华日军南京大屠杀史实，陈列面积约4200平方米。

　　 专题展览为《胜利1945》，陈列面积约1700平方米，主要展示1874至1945年间日本70年侵华给中华民族带来的深重灾难，1945年9月9日南京受降典礼和对日本战犯的审判，以及华北、华南及台湾受降典礼等史料。

　　 展览共展出了3500多幅历史照片、3000多件文物、100多部影视资料、近20个日本老兵的证词，1.4万名遇难者和幸存者等历史证人的个性化档案，并根据历史记录和照片搭建了10多处实景。丰富的文物资料、先进的表现形式，大大增强了展览的说服力和感染力。

　　 纪念馆新增了主题雕塑和浮雕墙。由中国国家雕塑院院长吴为山设计、制作的“家破人亡”、“逃难”、“冤魂的呐喊”主题雕塑形态逼真、催人泪下、使人震撼。《胜利之墙》大型青铜浮雕东西长141米，呈 “V”字形，画面反映了全民抗战和抗战胜利的场景，表现了中国人民取得抗战伟大胜利的喜悦情怀。

　　 由沈阳鲁迅美术学院孙家彬教授设计、制作的主题雕塑“和平”放置在和平公园内，其基座高18米，雕像高12米，总高30米，寓意纪念南京大屠杀中遇难的30万同胞。正面有9级台阶拾级而上，象征人类走向持久的世界和平，雕像由手托和平鸽的母亲与期盼和平的儿童组成，以艺术形式表达中国人民痛恨战争与屠杀，追求和平与发展，企盼人类美好未来的心愿。