Federacja współtworzy Muzeum Katyńskie, będące oddziałem Muzeum Wojska Polskiego. Muzeum jest placówką martyrologiczno-muzealno-badawczą, dokumentującą zbrodnię katyńską, popełnioną na 22 tysiącach jeńców i więźniów przetrzymywanych w latach 1939─1940 w sowieckich obozach i więzieniach. Stanowi także ekspozycję będącą dowodem zbrodni i upamiętniającą martyrologię polskich oficerów.
Na zasób muzeum współtworzonego przez Federację Rodzin Katyńskich składają się zbiory: dokumentów pozyskanych podczas ekshumacji; korespondencji pomiędzy obozami i rodzinami jeńców w sprawie poszukiwań z MCK, PCK, dowództwem AP w ZSRR i dowództwem 2. Korpusu Polskiego; ponad 3500 dokumentów dotyczących zbrodni katyńskiej, dokumentów osobistych i rodzinnych, stanowiących pamiątki po zamordowanych; relacji i opracowań; dokumentacji topograficznej miejsc zbrodni i cmentarzy wojennych; oraz zbiór ikonograficzny, którego zasadniczą część stanowią fotografie zamordowanych wykonane w okresie przedwojennym oraz ponad 5 tysięcy fotografii dokumentujących miejsca zbrodni. Zbiory pochodzą głównie z prywatnych archiwów rodzin ofiar i zostały przyjęte do muzeum jako depozyt.
Na stronie internetowej muzeum udostępnianych jest ponad 5 tysięcy materiałów archiwalnych i muzealnych wraz z ich metadanymi. W Mediatece udostępnianych jest ponad 10 tysięcy fotografii zamordowanych oraz ponad 19 godzin materiałów filmowych, zawierających m.in. relacje członków stowarzyszenia i wspomnienia członków Rodzin Katyńskich.