Die Sammlung des Museums umfasst mehr als 9.000 Exponate. Sie hat ihren Ursprung in der städtischen Altertümersammlung, die Ende des 19. Jahrhunderts gegründet wurde. Die Sammlung umfasst: archäologische Funde; Objekte kirchlicher Kunst des späten Mittelalters; Münzen; Folterwerkzeuge aus dem Nachlass der Scharfrichterfamilie Clauss/Clausen; Objekte der Kultur des Alten Handwerks; Werkzeuge und Produkte des Handels, Handwerks, Gewerbes und der Industrie.

Einen besonderen Sammlungsbestand bilden Meerschaumpfeifen aus der Lemgoer Produktion.

Die Sammlung umfasst darüber hinaus: Möbel; Gemälde, Pastelle, Stiche und Drucke (16. - 20. Jahrhundert); Textilien und Kleidung; Handschriften und Bücher; ethnografische Objekte der Sammlung Neubourg (Batak/Sumatra, um 1900); Fotos, Briefe, Rechnungen, Flugblätter (Sammlung Weege, 19. und 20. Jahrhundert).

Sondersammlungen:
Nachlass des Künstlers Karl Junker (1850-1912)
Sammlung Eichenmüller (Kunstgewerbe und Kunsthandwerk, überwiegend süddeutscher Provenienz)
Galerie des Lipperlandes (Kunst aus OWL, 1960-1980)
Sammlung Weege (familiengeschichtliche Sammlung, 19. und 20. Jahrhundert)
Malerschule Lemgo