Το Μουσείο εμπλουτίζει συνεχώς τις συλλογές του με δωρεές ή αγορές. Οι συλλογές απαρτίζονται από βιβλία (συγγράμματα Καθηγητών του Πανεπιστημίου, παλαιές και σπάνιες εκδόσεις), χειρόγραφα, επιστολές, διπλώματα, επιστημονικά όργανα (ιατρικής, φυσικής, χημείας, φαρμακολογίας), φωτογραφίες, μετάλλια, σφραγίδες και άλλα τεκμήρια του Πανεπιστημίου.
Κατάλογος Βιβλίων, Εντύπων, Φυλλαδίων
Στο διάστημα 2004 - 2006, στο πλαίσιο του προγράμματος Κοινωνία της Πληροφορίας, Μέτρο 1.3, πρόσκληση 65, με τίτλο "Ψηφιοποίηση και Προβολή του Μουσείου Ιστορίας του Πανεπιστημίου Αθηνών", δόθηκε η ευκαιρία στο Μουσείο να ψηφιοποιήσει ένα μεγάλο μέρος των συλλογών του, να εμπλουτίσει την τεκμηρίωση επιλεγμένων ομάδων αντικειμένων και να οργανώσει ένα σύστημα διαχείρισης και προβολής του μουσειακού υλικού.
Στο πλαίσιο αριστείας του παραπάνω προγράμματος, το Μουσείο συνεργάστηκε με το Ιστορικό Αρχείο του Πανεπιστημίου Αθηνών στο έργο "Δημιουργία Ενιαίου Διαδικτυακού Τόπου Μουσείου Ιστορίας και Ιστορικού Αρχείου Πανεπιστημίου Αθηνών" (πρόσκληση 172, Μέτρο 1.3. επ. πρόγραμμα "Κοινωνία της Πληροφορίας").
Περιλαμβάνει τις πρώτες ελληνικές επιστημονικές εκδόσεις νομικής, ιατρικής, φυσικής, χημείας, αστρονομίας, ιστορίας, φιλοσοφίας, αρχαιολογίας και γλωσσολογίας, καθώς και άλλα έργα των πρώτων καθηγητών του Πανεπιστημίου Αθηνών, επιστημονικές επετηρίδες και παλαιές και σπάνιες εκδόσεις, έργα του νεοελληνικού διαφωτισμού.
Περιλαμβάνει εφημερίδες, περιοδικά, επετηρίδες, φυλλάδια με λόγους πρυτανικούς και επετειακούς, διδακτορικές διατριβές και ανάτυπα
Περιλαμβάνει χειρόγραφα βιβλία, έγγραφα, επιστολές και σημειώσεις.
Τα όργανα της συλλογής χρησιμοποιούνταν κυρίως στο πλαίσιο διδιακαλίας της αστρονομίας, της ιατρικής, της φυσικής, της χημείας και της φαρμακολογίας. Η συλλογή του Μουσείου αποτελεί μέρος μεγάλης συλλογής επιστημονικών οργάνων που βρίσκεται στο κτήριο του Παλαιού Χημείου, στη συμβολή των οδών Σόλωνος και Χαριλάου Τρικούπη.
Τη συλλογή απαρτίζουν κυρίως πορτραίτα Καθηγητών και φωτογραφίες από τη ζωή του Πανεπιστημίου (επετειακές εκδηλώσεις, αναμνηστικές από διδασκαλία μαθημάτων, κτηριακές, κ.ά.).
Περιλαμβάνονται κυρίως χειρόγραφες επιστολές που στάλθηκαν στο Πανεπιστήμιο με αφορμή τις διάφορες επετείους από την ίδρυσή του (75χρονα, 100χρονα, 150χρονα), από Πανεπιστήμια του εξωτερικού, αρχαιολογικές σχολές, ελληνικά σχολεία, αλλά και σχολεία της Κωνσταντινούπολης, της Σμύρνης, της Αδριανούπολης, κ.ά.
Το Πανεπιστήμιο, ακολουθώντας την ευρωπαϊκή πρακτική έχει μια πλούσια συλλογή προσωπογραφιών αφιερωμένων στους επιφανείς Καθηγητές του. Πολλά από αυτά έχουν φιλοτεχνηθεί από σημαντικούς ζωγράφους, τόσο του 19ου αιώνα (Σπυρίδων Προσαλέντης (1830-1895), Νικηφόρος Λύτρας (1832-1904), κ.ά, όσο και του 20ου αιώνα Βικέντιος Μποκατσιάμπης (1856-1932), Γεώργιος Ροϊλός (1867-1929) Θάλεια Φλωρά-Καραβία 1871-1960, Αγλαΐα Παππά (1904-1984), κ. ά.
Περιλαμβάνει μετάλλια του Πανεπιστημίου, της Ακαδημίας Αθηνών, στρατιωτικά, κ.α.
Η συλλογή χρονολογείται από την ίδρυση του Πανεπιστημίου (1837), όταν ακόμα ονομαζόταν Οθώνειο και σύμβολό του ήταν ο θυρεός του Βασιλιά Όθωνα. Περιλαμβάνει σφραγίδες του Πανεπιστημίου με τις διάφορες ονομασίες που κατά καιρούς απέκτησε, σφραγίδες των Σχολών και των παραρτημάτων του.