백제군사박물관은 백제의 군사문화를 생생하게 체험할 수 있는 박물관이다. 논산은 백제 수도가 부여였던 시대에 수도의 서쪽 방위를 맡은 군사상 중요 거점이다. 백제군사박물관은 이러한 논산 지역의 특징을 활용하여 오천결사대를 이끌고 논산 황산벌에 나아가 장렬히 전사한 계백장군묘역 및 사당(충장사), 계백장군유적전승지, 황산벌전적지 주변 부지에 조성하였다. 이곳은 백제와 군사라는 성격을 부여하여 전시물을 구성, 백제시대의 유물은 물론 그 시대의 군사적 모습을 전시하는 등을 경험할 수 있다.
또한, 각종 전시회 및 공연이 열려 다양한 문화 예술의 공간으로서의 역할을 하고 있다. 겨울을 제외한 시기에는 야외 체험장에서 주말에 어린이들을 대상으로 국궁체험, 승마체험, 백제문화체험을 운영하고 있으며, 평일에는 단체 어린이들을 대상으로 충혼의 숲에서 숲 체험 예약 접수를 받고 있다. 그리고 2008년부터는 매년 4월 백제군사박물관 옆 충장사에서 계백 장군의 충절을 기리는 제향을 지내고 있다.