У будинку-музеї п'ять кімнат. У трьох із них розміщена літературна експозиція, що висвітлює життєвий і творчий шлях письменниці, її творчу діяльність, літературні зв'язки. Дві інші – меморіальні. Це робочий кабінет і спальня, де представлені особисті речі О. Кобилянської, меблі, витвори мистецтва, власницею яких була письменниця. Нині діюча експозиція створювалася у 1983–1984 роках. Художнє осмислення, проект дизайну здійснив знаний художник Іван Дмитрович Балан.

Фонди музею налічують 4 234 одиниці зберігання, серед них – рукописи і першодруки творів відомої української письменниці, листи, унікальні світлини, її бібліотека, предмети родинного вжитку Кобилянських кінця XIX – початку XX століття та інше.

Першим директором музею була Олена Кононівна Коваленко, яка очолювала заклад від 1944-го до 1982 року. У 1982 – 1986 роках музей очолював Василь Гаврилович Мельник. Нині завідує музеєм Володимир Аксентійович Вознюк – заслужений працівник культури України, поет, прозаїк, літературознавець, культуролог, лауреат 9-ти літературних та літературно-мистецьких премій. Серед працівників за 75 років існування музею було чимало сумлінних, відданих справі співробітників – Ельпідефор Матвійович та Олена Олександрівна Панчуки, В. Я. Піскалова та інші, сьогодні ж тут працюють старші наукові співробітники Ю. М. Микосянчик та А. В. Данілевич.

У музеї активно ведеться науково-освітня, науково-дослідницька робота. До 150-річчя від дня народження письменниці, в 2013 році було оновлено експозицію музею. Працівники закладу стали авторами вагомих наукових досліджень про життєвий і творчий шлях О. Кобилянської: Е. М. Панчук «Гірська орлиця. Спогади» (1976), «Кобилянська» (1983); В. А. Вознюк «Про Ольгу Кобилянську. Нові матеріали. Роздуми. Знахідки» (1983), «Буковинські адреси Ольги Кобилянської» (2006). За експозицією музею були створені путівники. Останній, укладений В. А. Вознюком, «Чернівецький літературно-меморіальний музей Ольги Кобилянської», виданий українською та англійською мовами (переклад Ю. Джуравця) в 2004 році та перевиданий у 2018 користується особливим попитом у вітчизняних та закордонних відвідувачів закладу.

Саме тут проявилася трагедія обездоленого трудівника землі – за мізерну скибку ґрунту брат убив брата. Братовбивство в сім’ї селянина Костянтина Жижіяна дало матеріал для написання повісті «Земля», в якій письменниця з великою художньою силою показала тогочасне життя селян. Повість «Земля» Ольги Кобилянської стала одним із найкращих соціально-психологічних творів в українській і світовій літературі.

Відкриттю музею-садиби передувала велика робота по впорядкуванню садиби та відбудові будинку Кобилянських, від якого після пожежі в 1933 році залишився тільки фундамент. Будинок Кобилянських відбудовано у 1971 році на основі спогадів родичів письменниці, димківчан, архівних матеріалів та плану будинку, складеного батьком письменниці Ю. Я. Кобилянським.

Перших відвідувачів музей-садиба О. Кобилянської в с. Димка Глибоцького району прийняв в 1973 році. На відкриття музею-садиби О. Кобилянської прибуло багато поважних гостей, серед яких – і відомі українські письменники Олесь Гончар та Ірина Вільде.

При створенні експозиції музею-садиби в с. Димка для відтворення однієї із меморіальних кімнат використано ряд музейних предметів основного фонду Чернівецького літературно-меморіального музею О. Кобилянської.

Упродовж усіх років діяльності музею проводяться роботи по впорядкуванню його садиби. Біля самого будинку ростуть горіхи, посаджені ще за життя Ольги Кобилянської. На подвір’ї відновлено криницю з журавлем, як було за життя письменниці, а в 1982 році тут встановлено гранітний бюст О. Кобилянської, виготовлений Лукою Біганичем.

27 квітня 2018 року на території музею-садиби Ольги Кобилянської відбулися урочисті заходи з нагоди ювілею письменниці – 155-річчя з дня народження та з нагоди 45 річчя заснування музею-садиби у селі Димка, під час яких було закладено яблуневий сад, висаджений лауреатами обласної та районної літературно-мистецької премій імені О. Кобилянської.