Kokoelmat muodostavat museotoiminnan perustan ja ne tarjoavat materiaalia erilaisiin tutkimuksiin, julkaisuihin, näyttelyihin jne. Sotamuseon kokoelmat ovat moniin muihin museoihin verrattuna suuret: niihin kuuluu satoja tuhansia esineitä ja valokuvia. Kokoelmaan kuuluu sotahistoriaan liittyvää esineistöä 1600-luvulta alkaen, lippuja, kunniamerkkejä, aseita, varus- ja taidekokoelmia.