Mẫu vật Rùa Hồ Gươm được trưng bày tại nhà trưng bày tiêu bản Rùa bên cạnh đền, đặt cạnh mẫu vật Rùa thứ nhất có từ trước đó. Tuy nhiên mẫu vật Rùa Hồ Gươm lần này có kích thước lớn hơn mẫu vật thứ nhất, được các nhà khoa học, chuyên gia đánh giá giữ nguyên thần thái Rùa Hồ Gươm khi còn sống. Sau khi hoàn thành chế tác, mẫu vật Rùa Hồ Gươm có kích thước dài 2,08 mét, rộng 1,1 mét.
Mẫu vật Rùa Hồ Gươm được chế tác bằng phương pháp nhựa hóa do hai chuyên gia hàng đầu thế giới về chế tác mẫu vật của Đức sang chuyển giao công nghệ và trực tiếp chế tác. Trong thời gian từ tháng 4/2016 - 4/2018, các chuyên gia đã tiến hành 4 đợt chế tác mẫu vật Rùa Hồ Gươm theo công nghệ nhựa hóa của CHLB Đức.
Trong quá trình chế tác, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam đã tiến hành chế tác một bản sao mẫu Rùa Hồ Gươm tỷ lệ 1:1 bằng vật liệu composit trong điều kiện bảo quản ở nhiệt độ, độ ẩm phù hợp, tránh ánh sáng trực tiếp.
Sau khi hoàn thành, Sở Khoa học và Công nghệ Hà Nội tiến hành đề xuất phương án bảo quản mẫu vật, trong đó xác định điều kiện bảo quản mẫu vật, thiết kế và xác định danh mục thiết bị phục vụ công tác bảo quản, trưng bày mẫu.
Để đảm bảo yêu cầu về điều kiện bảo quản mẫu vật, Sở Khoa học và Công nghệ Hà Nội phối hợp với Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam lựa chọn đơn vị cung cấp tủ trưng bày, bảo quản. Tủ được thiết kế theo đặt hàng phù hợp với kích thước của mẫu Rùa Hồ Gươm, sử dụng loại kính chịu lực 2 lớp, siêu trong, chống phản xạ ánh, đèn flash khi khách tham quan chụp ảnh...
Tủ làm bằng gỗ hương đỏ, có chạm khắc tinh xảo bao quanh lớp tủ kính bên trong đảm bảo tính thẩm mỹ, giá trị văn hóa, tâm linh phù hợp với không gian của khu vực trưng bày tại đền Ngọc Sơn.
Trước đó, khi được thành phố giao thực hiện phương án bảo quản, phát huy mẫu vật Rùa Hồ Gươm, Sở Khoa học và Công nghệ Hà Nội phối hợp với Bảo tàng thiên nhiên Việt Nam, các sở ngành, chuyên gia, nhà khoa học triển khai phương án bảo quản, phát huy tối ưu mẫu vật Rùa Hồ Gươm.
Các cơ quan liên quan đã mời chuyên gia nước ngoài phối hợp triển khai phương án bảo quản, đồng thời triển khai ngay việc mổ nội tạng, lưu giữ mẫu vật ADN và mô sống trong điều kiện tiêu chuẩn, phân tích ADN đảm bảo cho mẫu vật được bảo quản và chế tác có độ chính xác, tự nhiên nhất.
Đền Ngọc Sơn được lựa chọn là địa điểm bảo quản, trưng bày mẫu vật Rùa Hồ Gươm bởi đây là di tích lịch sử văn hóa quốc gia đặc biệt, nơi sinh sống của Rùa Hồ Gươm, gắn với truyền thuyết Vua Lê Lợi trả Gươm báu cho Rùa thần. Nơi này cũng đáp ứng các điều kiện về diện tích trưng bày mẫu vật và không gian cho khách tham quan, yêu cầu về ánh sáng, nhiệt độ bảo quản.
