Народни музеј Ваљево трезорира око 24.500 предмета из различитих збирки, подељених на четири музејска одељења, од којих свако има задуженог кустоса, руководиоца одељења.
Одељење за археологију и нумизматику
Збирка поседује око 1400 до сада инвентарисаних археолошких предмета, као и већу количину студијског и необрађеног материјала. Археолошка збирка је подељена на збирке праисторије, антике и средњег века, а придодата јој је и Нумизматичка збирка. Праисторијска збирка садржи предмете од горњег палеолита до млађег гвозденог доба. Најстарији налази долазе из Шалитрене пећине, а у питању су камене алатке из периода од пре 25000 година. Највећи број предмета праисторијске збирке припада периоду неолитске винчанске културе, а ови артефакти махом долазе са заштитних археолошких ископавања на тлу Рударског басена Колубара, која се врше већ тридесетак година. Најзанимљивији налази металних доба су керамичке урне бронзаног доба које потичу са локалитета у Буковцу, а откривене су у гробовима изнад којих су насуте велике земљане хумке. Збирка антике се састоји од римске керамике, оруђа, оружја и надгробних споменика откривених на римским локалитетима у околини Ваљева. Највећи број налазишта чине сеоске виле (villae rusticae), као што су оне у Ћелијама, Бабиној Луци и Скобаљу, док је најзначајније утврђење Јеринин град у Бранговићу. Надгробни споменици са натписом откривени су у Ситарицама, Петници и Јабучју. Средњовековна збирка обухвата период од доласка Словена па све до турског периода, међутим она се још увек налази у фази формирања. Међу малобројним налазима овог периода, истичу се надгробне плоче из Дића и надгробна плоча монаха Јефрема откривена поред остатака цркве код Крушиковог стадиона у Ваљеву. Нумизматичку збирку чине кованице и папирни новац од времена Филипа II Македонског па до данашњих дана. Највећи део збирке представља римски позноантички новац из оставе у Туларима, колекција турских акчи и наш новац 19. и 20. века. Збиркама руководи кустос Ђорђе Ђенић, уз асистенцију музејског техничара Милана Веселиновића.
Одељење за историју
Одељење за историју има око 8.000 предмета У току су активности поделе до сада јединствене збирке на функционалне подзбирке (оружје, одликовања, фотографије, разгледнице, архивалије, реалије…).
Збиркама руководе виши кустос Драгана Лазаревић Илић и директор, музејски саветник Владимир Кривошејев.
Одељење за историју уметности
Одељење за историју уметности има око 800 музејских предмета.
Збиркама руководи кустос Бранко Лазић
Одељење етнологије
а) етнолошка збирка је формирана 1951. године и у њој су предмети који говоре о традиционалној култури етно географских целина Ваљевска Колубара и Подгорина, Ужичка Црна Гора и Тамнава, али и градском животу у Ваљеву на прелазу 19. у 20. век. У збирци је преко 1800 инвентарисаних предмета који су разврстани у подзбирке: покућство и посуђе, привреда, кућна радиност, одевање, занати и трговина, обичаји, фотографије и документа. Посебно вредни предмети у збирци, како због своје старости, тако и због изобичајености су конђе, неколико примерака женских јелека и зубуни. У протекле две деценије збирка је представљена стручној и широј публици кроз стручне текстове и неколико тематских изложби: Текстилно покућство из етнографске збирке Народног музеја Ваљево (2009), Сликање иглом- вез у ваљевском крају (2012), Свадбени обичаји у ваљевском крају (2014), Женски горњи одевни хаљеци абаџијског и терзијског заната (2018), Одрастање у неколико прича (2019). Руководилац збирке је Наталија Марковић, кустос етнолог.
б ) збирка за нематеријално културно наслеђе формирана је 2012. године. Збирку чине: 1371 дигитални фото запис, око 400 краћих видео записа, око 200 преснимљених и скенираних фотографија, наративни теренски извештаји и три монтирана филма: Видимо се за молитву (2016), Кад има шљива, има свега (2017) и Ивањско цвеће (2020).
Збирка је формирана на основу теренских истраживања, која су започета у 2012. и 2013. години, а односила су се на прикупљање грађе о: казанџијском, пекарском, воскарском, и грнчарском занату. Све ово је имало за резултат да је Народни музеј Ваљево био предлагач да се Казанџијски занат упише у Национални регистар нематеријалног културног наслеђа Републике Србије.
Истраживачка активност у домену нематеријалног културног наслеђа настављена је и у наредним годинама, а предмет истраживања постаје култура исхране и обичајна пракса (годишњи обичаји, обичаји животног циклуса, друштвени живот). Од 2015. године истраживање и презентација нематеријалног културног наслеђа ваљевског краја обавља се према пројектима уз финансијску подршку Министарства културе и информисања Републике Србије. До сада су реализовани пројекти: Све што живот животом чини – друштвени обичаји у ваљевском крају од средине 20. века (2015), Подриње 2016 -породичне и колективне светковине у ваљевском и бијељинском крају (2016), Традиционални производи од шљива у исхрани западне и централне Србије (2017), Култура исхране ваљевског краја (2018) и Ивањдански венчићи – обичај ваљевског краја и других суседних области западне Србије (2020). Руководилац збирке је Гордана Пајић, етнолог-музејски саветник
