İstanbul Spor ve Sergi Sarayı ile etrafındaki geniş park sahası içindeki 70 bin metrekarelik sahada düzenlendi. 01. 10.-31. 10. 1958 tarihleri arasında açık kalan serginin genel tanzimini ve dekorasyonunu, Muhlis Türkmen gerçekleştirdi. Sergi düzenini gerçekleştiren ekip içinde Cevher Bozkurt, Şinası Ötgünç ve Cevat Cezalı da yer aldı. Hızlı bir çalışmayla proje safhası dahil olmak üzere üç ay içinde hayata geçirilen sergi beş milyon liraya mal oldu. Milli Sanayi Sergisi’nin genel dekorasyon ve tanzim işlerini, Sümerbank Genel Müdürlüğü üstlenerek yerine getirdi. Bu amaçla bir düzenleme kurulu oluşturuldu.

Serginin genel dizaynının merkezi olarak yapılması ilkesi dışında kalan kurumlar da vardı. PTT, Turizm Bankası, Denizcilik Bankası, Maden, Enerji, Elektrik Makinalar, Demiryolları, Havayolları, Madeni Eşya Sanayi, İzabe ve Madeni Kaba Mamuller Sanayi, Makara Sanayii, Kara Nakil Vasıtaları, Selüloz Kağıt ve Matbaacılık Sanayi kendi pavyonlarını kendi personeliyle yaptılar, ancak bu süreçte sergi mimarı ve dekoratörlerinin kontrolü dahilinde hareket edildi.

Sergi iştirak eden özel sektör ve kamu firma ve kuruluşları temsil ettikleri sanayilere göre kategorilere ayrılarak sergi ana binasının içi ve dışında oluşturulan pavyon ve stantlara yerleştirildi. Buna göre Milli Sanayi Sergisi, sergi sarayı dışında kalan alanda şu pavyon ve eğlence mekanları yer aldı: Maden pavyonu, enerji pavyonu, PTT pavyonu, sinema ve televizyon, mensucat sanayii pavyonu, elektrik makinaları pavyonu, lokanta ve gazino, turizm pavyonları, madeni eşya pavyonu, izabe ve madeni kaba mamuller pavyonu, makine sanayii pavyonu, demiryolları pavyonu, hava yolları pavyonu, deniz yolları pavyonu, kara nakil vasıtaları pavyonu, teleferik, kereste sanayi pavyonu, muhtelif sanayi pavyonları ile selüloz, kağıt ve matbaacılık sanayii pavyonu ve yiyecek ve hatıra eşya standları. Bunların dışında sergide kimya, kauçuk-plastik, maden kömürü-petrol, mücevherat ve müzik aletleri, gıda sanayi, tütün ve içki sanayi, mobilya ve mefruşat, giyim eşyası, deri ve deri ürünleri, elektrik ürünleri, oyuncak ve ölçü aletleri sanayi ile asansör gibi ürünler sergilendi. Sergi ana giriş kapısının yanı sıra ikincil giriş kapıları açıldı, ziyaretçiler için yeterince otopark temin edildi. Ayrıca eğlence için sinemanın yanı sıra lunapark ve açık hava tiyatrosu da faaliyette kullanıldı.

Spor Sergi Sarayı'nın dışı da sanayi sergisi imajına uygun bir şekilde düzenlenerek, mekanik unsurlarla süslendi. Ayrıca Spor Sergi Sarayı’nın giriş cephesine K. Atatürk imzasıyla “Endüstrileşmek en büyük milli davalarımız arasında yer almaktadır” sözü yazıldı. Sergi için özel olarak Maçka ile Sergi Sarayı arasında Türk yapımı bir teleferik de kurulup işletmeye alındı. Böylece ziyaretçilere sergi sahasını havadan izleme imkânı sağlandı. Bu sergide ziyaretçilerin en çok beğendikleri pavyonu tespit edebilmek için anket çalışması yapıldı. Ankete katılımı özendirmek için, birinciyi seçenler arasında çekilecek kurada çıkana halı hediye edileceği duyuruldu. Sergi için ilk gün zarfı ve hatıra pulu da basıldı.