往前走就是第三个展厅，就是冬季奥林匹克运动会展厅。
这个展厅系统展示了冬奥会的发展历程。展厅内汇集大量实物、资料、图片及影像资料，旨在全方位呈现历届冬奥会的申办、筹办与举办过程。这里不仅是了解世界冰雪运动发展的重要窗口，更是传播冬奥文化、推介冰雪运动的关键平台。
展厅内展品丰富，令人目不暇接，均是跨越时空的冰雪记忆。
展厅内有历届冬奥会的见证物：展出了包括火炬、金银铜奖牌、吉祥物、官方纪念报告等代表元素，历届在内的系列藏品。其中有1952年第六届奥斯陆冬奥会上首次正式点火仪式上使用火炬。1972年在札幌冬奥会火炬，具有里程碑意义。则标志着冬奥会首次在亚州点燃，同样具有历史价值。这些实物串联起1924年法国夏蒙尼首届冬奥会至今的辉煌历史，其中1924年夏蒙冬奥会的8毫米胶片尤为珍贵。
特别展厅华侨冰雪博物馆的镇馆之宝，奥林匹克运动之父，1896年至1925年担任30年奥林匹克委员会主席（后又任终身名誉主席）顾拜旦手稿。一件顾拜旦于1925年3月29日书写的一份手稿，该手稿以法文书写于印有国际奥委会五环标老的官方信纸上，内容涉及与1928年阿姆斯特丹奥运会组委会主席的含面安排。是存世稀少的顾拜旦真迹，格外珍贵，是展厅的亮点。
