Музей расположится в ректорском доме, где ученый проживал с 1827 по 1846 годы. В нем будут использованы предметы интерьера XIX века, в том числе и стол, который принадлежал Лобачевскому. Среди экспонатов музея будут представлены личные вещи ученого, его прижизненные труды, а также рукописи физико-математического общества Казанского университета.

В здании, кроме музея, будут находиться учебные аудитории для студентов Института математики и механики, библиотека Геометрического кабинета, кабинет, зал лауреатов премии Лобачевского.