Wśród zbiorów historycznych do najciekawszych należą muzealia – dokumenty od XVI wieku dotyczące historii miasta i okolic:

– Statut Cechu Krawieckiego z 1592 roku pisany w języku łacińskim na pergaminie, nadany przez Jana ze Złotowa.

– Przywilej dla cechu Krawieckiego z 1698 roku w języku polskim wystawiony przez Aleksandra na Otoku Zaleskiego

– Przywilej na jarmarki w Pleszewie z 1783 roku w języku polskim i niemieckim nadany przez Ludwikę Koźmińską Sokolnicką.

Muzeum jest w posiadaniu skrzyni – dębowej lady cechowej cechu cieśli z 1904 roku zdobionej atrybutami zawodu ciesielskiego: siekierką, kątownicą, cyrklem i piłą. Ponadto posiadamy pokaźny zbiór pocztówek z widokiem Pleszewa oraz miejscowości powiatu pleszewskiego z minionego stulecia. Kolekcja została wykorzystana do wydania albumów pt. „Wędrówki po dawnym Pleszewie” i „Wędrówki po Ziemi Pleszewskiej”.

Zbiory archeologiczne

Zbiory archeologiczne pochodzą ze stanowisk archeologicznych, na których prowadzono badania ratownicze w Pleszewie, Brzeziu, Pacanowicach oraz znaleziska jednostkowe. Zbiór muzealny zawiera głównie pozostałości osadnictwa z okresu od 3000 lat p.n.e. aż do X-XI wieku po Chrystusie. Są to brązowe i żelazne szpile, zapinki, noże, groty oszczepów, naszyjniki, bransolety i grzechotki oraz pokaźny zestaw ceramiki glinianej. Do najciekawszych należą naczynia ze znakami kultowymi (solarnymi), grzechotki ludności kultury łużyckiej, ornitomorficzna grzechotka gliniana, naszyjnik brązowy „ze skrzydełkami” i fragment lustra brązowego z profilowaną rękojeścią (import z terenów italskich).

Zbiory artystyczne

Muzeum posiada bogate zbiory malarstwa, rysunku i grafiki artystów pochodzących z terenu i okolic Pleszewa. Znajduje się tu jedna z największych w Polsce kolekcji dzieł nieżyjącego artysty Mariana Bogusza (1920-1980) – malarza, scenografa, rzeźbiarza, przedstawiciela awangardy lat 50. Był współzałożycielem i działaczem „Grupy 55” kształtującej nowe wizje artystyczne oraz współtwórcą stowarzyszenia „Krzywe Koło”. Obecnie w kolekcji znajdują się 74 obrazy i 144 prace na papierze. Muzeum posiada rysunki artysty z lat 1937-1971, kubistyczne kompozycje martwej natury oraz akty kobiece z lat 40., eksperymentalne rysunki wykonane tuszem lawowanym na cienkim papierze z przełomu lat 60. i 70. oraz gwasze i tempery z lat 1942-1971. Wśród prac odnajdziemy różnorodne techniki takie jak: akwarela monochromatyczna, tempera – gwasz, tusz i ołówek, papier i blacha, papier pergaminowy, collage oraz pastel na welurze. Tematyka dzieł także jest bardzo różnorodna: od kompozycji abstrakcyjnych, linearnych, surrealistycznych do realizmu (martwa natura i pejzaż). Najcenniejszym działem twórczości Bogusza jest malarstwo z okresu 1946-1980. Jest to przekrój przez techniki, jakie artysta wykorzystywał w swojej twórczości. Z lat 50. i 60. pochodzą obrazy olejne i collage, większość jest trójwymiarowa z charakterystycznymi przecięciami na płótnie, wypełnionymi blachą czy obudowane drewnem. Z tych czasów pochodzi kilka prac pomników np. cykl: „Epitafium dla Komedy”, „Epitafium dla stolarza Bolesława”, „Epitafium dla Marka Włodarskiego”. Z końca lat 60. pochodzą obrazy z użyciem techniki „fumage”. Najciekawszymi i charakterystycznymi dla tego artysty są blachy i obrazy z lat 70. Pierwsze to wynik eksperymentu artysty ze światłem i przestrzenią, drugie zaś z kolorem i formatem. Muzeum ma w planach stworzenie stałej ekspozycji poświęconej twórczości Mariana Bogusza.

Zbiory artystyczne obejmują także wiele prac artystów z Pleszewa, powiatu pleszewskiego oraz artystów związanych z Pleszewem, które nazbierały się na przestrzeni lat. W zbiorach znajdują się prace malarskie Antonina Szymańskiego, Władysława Kościelniaka, Andrzeja Wieruszewskiego, Henryka Straburzyńskiego, Jerzego Szpunta, Wołodymira Czarnobaja, grafiki Zygmunta Baranka, malarstwo Andrzeja Niekrasza oraz prace artystów młodszego pokolenia z terenu miasta i gminy – Leszka Kostuja (Pleszew), Violetty Tarki (Grodzisko), Krzysztofa Ignasiaka (Pleszew), Jakuba Grygla (Pleszew), Mariusza Grzemskiego (Pleszew) i Magdaleny Głoskowskiej (Chocz).

Zbiory etnograficzne

W dziale etnograficznym znajdują się głównie urządzenia i narzędzia gospodarstwa domowego z gospodarstw rolniczych oraz warsztatów rzemieślniczych z ostatniego stulecia. Dużą część zbiorów stanowią przedmioty codziennego użytku, urządzenia, narzędzia i wyroby z różnych warsztatów. Posiadamy kilka prac artystycznych z regionu. Wśród nich wyroby rękodzieła artystki ludowej Stanisławy Matelskiej (1927-2003), która tworzyła na terenie gminy Gizałki. Ponadto zgromadzone zostały wyroby gliniane użytkowe wykonane przez M. Czajczyńskiego z Orliny Dużej (powiat pleszewski) m.in. skarbonki i naczynia użytkowe.