全新开放的“共和国脊梁”精品展以中国科技发展百年征程为时间主线，纵向梳理近代以来中国科学事业从艰难起步到自立自强、从跟跑追赶到领跑突破的壮阔历程。展览设置“救国·星火燎原”“报国·铸就重器”“兴国·改革焕新”“强国·复兴征途”四个核心篇章，并增设“老科学家学术成长采集工程专题展”及“时光知味，岁月留情——科学家多彩人生长廊”展区，全景展现一代代科学家群体在民族存续、文明跃迁的关键历史节点。

　　展览四大篇章层层递进、环环相扣，完整勾勒中国科学事业的百年蜕变发展之路：

　　第一篇章“救国·星火燎原”，聚焦1840年鸦片战争至新中国成立前的动荡岁月，回望西学东渐、科技萌芽的艰难历程，生动再现近代科学先行者在民族危亡之际，冲破桎梏、求索新知、践行科学救国理想的不懈探索。

　　第二篇章“报国·铸就重器”，涵盖1949年新中国成立至1978年改革开放前夕，讲述大批海外学子冲破层层阻碍归国奉献、扎根荒漠潜心攻坚的动人故事，彰显老一辈科学家白手起家、攻坚克难，筑牢中国国防科技与基础工业根基的开拓性贡献。

　　第三篇章“兴国·改革焕新”，以1978年全国科学大会为起点，聚焦1978年至2012年的科技发展新时期，乘着“科学的春天”的时代浪潮，集中展现广大科技工作者敢闯敢试、锐意进取，推动中国科技事业蓬勃发展、助力国家繁荣振兴的关键担当。

　　第四篇章“强国·复兴征途”，着力展现中共十八大以来，广大科技工作者肩负起历史重任，立足国家科技战略布局与新型举国体制优势，迎着新一轮科技革命和产业变革奋力前行。