Muzeum, jako placówka regionalna, gromadzi zabytki ruchome dotyczące historii i kultury Ziemi Wschowskiej. Przede wszystkim pamiątki związane z przeszłością regionu w zakresie archeologii, etnografii, historii i historii sztuki, ze szczególnym uwzględnieniem dziejów Wschowy. Pierwsze eksponaty, już w latach 50. XX w., zbierali członkowie Sekcji Muzealnej Wschowskiego Towarzystwa Kultury. Obecnie zbiór liczy ponad 7100 muzealiów, często pozyskanych dzięki ofiarności mieszkańców powiatu wschowskiego.
W ramach zasobu muzeum wyodrębniono następujące zespoły zabytków: artystyczny (malarstwo, grafika, rzeźba, rzemiosło artystyczne), artystyczno-historyczny (militaria, ceramika, cyna, meble, przedmioty użytkowe, pocztówki), etnograficzny (kultura ludowa), numizmatyczny (banknoty, monety, medale, odznaczenia), przyrodniczy (skamieliny, minerały), archeologiczny (kultury pradziejowe i średniowiecze), kartograficzny (plany, mapy), biblioteczny (starodruki, archiwalia) i plakaty.
Wśród wiodących kolekcji na szczególną uwagę zasługują bogate zbiory wyrobów z cyny. W większości pochodzą one z pracowni konwisarskich z terenu Dolnego Śląska, m.in. z Wrocławia, Legnicy, Świdnicy, Głogowa, Dzierżoniowa i Jeleniej Góry. Datowane na okres od końca XVII do przełomu XIX/XX w. (lichtarze, misy, talerze, dzbany do wina, kufle, patery, miarki, flasze apteczne), stanowią istotną część muzealnego zasobu i ważny element stałej ekspozycji, poświęconej rzemiosłu artystycznemu.
Równie znaczącą kolekcję stanowią XVII- i XVIII-wieczne portrety trumienne, tablice epitafijne oraz tarcze herbowe, związane z protestanckimi rodami szlacheckimi zamieszkującymi w przeszłości Ziemię Wschowską. Są wśród nich przedmioty związane z pochówkami Anny z Gorzeńskich Mielęckiej, Anny Eleonory Mielęckiej, Konstancji Jadwigi Mielęckiej, Samuele Mielęckiego, Jadwigi Mielęckiej, Krystiana Mielęckiego, sędziego wschowskiego Andrzeja z Sienna Potworowskiego, Sabiny Hazy Radlic, żony Jana Fabiana Hazy Radlic, burgrabiego ziemskiego wschowskiego, a także Krystyny z Gruszczyc Kośmidrównej, żony Samuela Szlichtynga i Zofii z Ujejskich, żony wschowskiego starosty Hieronima Radomickiego Malarstwo w zbiorach wschowskiego muzeum reprezentują dwie kolekcje. Pierwszą stanowią pochodzące z XVII-XVIII w. portrety królewskie: Zygmunta III Wazy, Jana II Kazimierza, Augusta II Wettina, Augusta III i Marii Józefy, portrety starostów, Jerzego Kretkowskiego i Franciszka Antoniego Kwileckiego, portret i epitafium Ludwika Karola von der Osten-Sacken, poległego w bitwie pod Wschową w 1706 r., portrety pastorów ze staromiejskiego kościoła ewangelickiego Kripplein Christi, a także XIX-wieczne portrety szlacheckie i mieszczańskie.
Druga grupa obrazów to „martwe natury”, prace wybitnych polskich artystów działających w drugiej połowie XIX i pierwszej połowie XX w. Wśród autorów pojawiają się tak znaczące nazwiska jak: Kazimierz Pochwalski, Alfons Karpiński, Zofia Albinowska – Minkiewiczowa, Tadeusz Noskowski, Adam Hannytkiewicz, Maksymilian Feuerring i Alfred Lenica.
Muzeum Ziemi Wschowskiej posiada również ciekawą kolekcję porcelany i ceramiki.
W zbiorach znajdują się liczne zabytki z Królewskiej Manufaktury w Miśni z XVIII i XIX w., malowane kobaltem lub zdobione tzw. wzorem cebulowym. Równie cenne są pochodzące z XVIII w., malowane kobaltem fajansowe wyroby z Delft, słynnej holenderskiej pracowni nawiązującej w swoim wzornictwie do dzieł pochodzących z Chin i Japonii.
„Wschowiana” to w przeważającej mierze archiwalne dokumenty, pocztówki, fotografie, pamiątki związane z działalnością wschowskich parafii, stowarzyszeń, firm handlowych i zakładów przemysłowych, a także przedmioty codziennego użytku. Wśród kilkuset eksponatów na szczególną uwagę zasługuje zawieszka cechowa z herbem miasta z 1768 r., obraz na desce pochodzący z dawnej piwiarni ratuszowej z 1678 r., broń myśliwska wyprodukowana w pracowni rusznikarskiej Juliusa Radcka oraz kamienne rzeźby lwów pochodzące z dawnej Bramy Polskiej.
Zbiory kartograficzne obejmują liczne mapy z XVII-XX w. oraz bogatą kolekcję planów Wschowy z XIX-XX w. Najstarsze i najcenniejsze zabytki to m.in. Tabula nova totius Regni Poloniae autorstwa Nicolasa Sansona d’Abbeville, wydana w Amsterdamie w 1680 r. i mapa województwa poznańskiego Palatinatvs Posnaniensis in Maiori Polonia Primarii Nova Delinatio, autorstwa Petrusa Schenka i Gerarda Valcka, wydana w Amsterdamie około 1690 r. Muzeum posiada także zbiór XVIII-wiecznych planów bitwy pod Wschową.
Wśród numizmatów wyjątkowe znaczenie posiadają monety bite we wschowskich mennicach przez Władysława Jagiełłę (halerze, półgrosze), Zygmunta III Wazę (trojak) i Jana Kazimierza (szelągi, dwugrosze, orty). Muzeum dysponuje również kolekcją monet średniowiecznych, w tym gotyckich monet okresu groszowego, monet renesansowych (polskich i obcych), monet barokowych oraz monet porozbiorowych do 1918 r.
Zbiory archeologiczne obejmują grupy zabytków reprezentujących kultury mezolityczne i neolityczne, epokę brązu, żelaza oraz okres wczesnego i późnego średniowiecza. Najliczniejsze grupy przedmiotów pochodzą z dwóch stanowisk: bliżej nieokreślonego cmentarzyska ciałopalnego z okolic Brenna, datowanego na III, środkowy okres epoki brązu (1300/1200 – 1100/1000 lat p.n.e.) oraz z datowanego na okres średniowiecza (XIV-XV w.) stanowiska przy ul. Ratuszowej we Wschowie.
