Верхний зал целиком отведен под экспозицию, рассказывающую о разнообразии птиц и млекопитающих. Почти все объекты этой экспозиции — чучела, искусно выполненные лучшими отечественными таксидермистами в конце XIX и на протяжении всего XX веков. Большинство экспонатов размещено в соответствии с систематическим положением. Лишь небольшое число чучел смонтировано в составе биогрупп, большинство из которых расположено вдоль центральной линии зала. Раздел экспозиции, посвященной птицам, включает несколько тематических витрин — «Птичий базар», «Охота с ловчими птицами», «Птицы Подмосковья». Разделы, посвященные представителям птиц и млекопитающих, предваряются витринами с общей характеристикой этих групп.