Экспонаты были размещены в небольшом помещении (около 154 кв. метров) в здании УНКВД на ул. Ленина, сохранившемся до наших дней. Всего было эвакуировано 75 % экспонатов Оружейной палаты, в залах музея осталась только коллекция экипажей, упаковка и транспортировка которых из-за больших размеров в тех условиях была невозможна. Из-за сложности демонтажа иконостасов не была эвакуирована и большая часть икон из кремлевских соборов.

С середины июля Москва стала систематически подвергаться массированным бомбардировкам немецкой авиации. Пострадал и Кремль, одевшийся в маскировочные одежды. Золотые купола и кресты храмов были выкрашены темной краской, рубиновые звезды выключены и зачехлены темной материей, Царь-колокол был укрыт под настилом досок. На крышах зданий установлены пулеметы, под стенами собора Двенадцати апостолов находились броневики.

Основной задачей для сотрудников Оружейной палаты в Свердловске стало обеспечение безопасного хранения вывезенных из столицы памятников, исключавшего малейшую возможность их хищения. Кстати, во время транспортировки ни одна пломба на ящиках с сокровищами не была сорвана, экспонаты в основном доехали без повреждений. В течение июля все ящики были вскрыты, все экспонаты сверены с поящичными списками. 4 августа Н.Н. Захаров отправил в Кремль рапорт о доставке и размещении предметов, одновременно он просил организовать эвакуацию в Свердловск наиболее ценных икон и экспонатов из соборов, прислать необходимые упаковочные материалы для более тщательной упаковки ценностей. До конца 1941 года условия их хранения были существенно улучшены.

Одним из основных направлений работы музейщиков в эвакуации стало сличение экспонатов с научными описями и материалами Комиссии по проверке деятельности Оружейной палаты 1939–1940 годов. В результате этого кропотливого труда была создана охранная опись Музеев Кремля, до сих пор не утратившая своего значения. Одновременно проводилась реставрация ряда предметов. Так, были приведены в порядок часть трофеев Полтавской битвы, восстановлено коронационное платье императрицы Елизаветы Петровны.

Любопытно отметить, что уже к весне 1942 года, когда на фронтах шли тяжелые бои и победа была еще далека, началась подготовка к восстановлению экспозиции после реэвакуации – создание планов работ, макетов и художественных проектов музейных залов и отдельных витрин, текстов экскурсий и так далее. При указании каждого вида работ обязательно отмечалось количество времени, необходимое для их выполнения. Именно эта четкость и продуманность действий позволила позднее восстановить экспозицию в самые кратчайшие сроки. Несмотря на тяжелые условия проживания и голод, сотрудники отдавали часть своего заработка в Фонд обороны.

Беспокоясь о сохранности архитектурных памятников и оставшихся в Кремле экспонатов, Захаров, Гордеев, Баянов и Кирильцева несколько раз выезжали в Москву. Оружейная палата с оставшимися в ней экипажами всю войну находилась под присмотром реставратора тканей М.Г. Баклановой и вахтера Ф.М. Барашкова. Более 700 экспонатов, преимущественно икон, были вывезены Н.Н. Захаровым в Свердловск.

В 1944 году, когда победа в войне становилась очевидной, сотрудники палаты готовились к возвращению в столицу. Все экспонаты были заново сгруппированы и упакованы так, чтобы можно их было разместить в определенном зале и поставить рядом с нужной витриной. 20 февраля 1945 года сокровища вернулись в Москву, а уже 15 апреля по приказу коменданта Кремля Н.К. Спиридонова восстановление экспозиции должно было быть завершено. Благодаря самоотверженному труду сотрудников музея, работавших по 10–12 часов в день, эта задача была выполнена. 17 апреля 1945 года в залы Оружейной палаты вошли первые посетители – солдаты Кремлевского гарнизона, помогавшие в эвакуации и возвращении сокровищ. В июне залы старейшего музея Москвы принимали участников парады Победы, прославленных военачальников, Героев Советского Союза. Осмотрел палату и будущий президент США генерал Д. Эйзенхауэр. Новая экспозиция получила самые высокие оценки музейных сотрудников, ученых Москвы и Ленинграда, а также немногочисленных посетителей, для которых было огромным счастьем узнать, что бесценные памятники истории и декоративно-прикладного искусства были спасены для будущих поколений россиян. Но, несмотря на большой интерес граждан СССР и иностранцев к музею, Кремль был открыт для свободного посещения лишь в 1955 году.