Фонды Музея составляют подлинные документы и фотографии, приборы и учебные пособия, книги, произведения искусства и мемориальные вещи выдающихся ученых, награды и подарки Университету. Фонды делятся по тематическим и функциональным признакам, их особую часть представляют личные фонды, содержащие разнообразный материал о жизни и деятельности крупнейших ученых Университета: М. А. Балугьянского (начала XIX века — это коллекция наиболее ранних подлинных документов, имеющихся в музее), А. А. Иностранцева, Н. И. Кареева, В. А. Фока, А. Н. Теренина, П. И. Лукирского, С. Э. Фриша, Ю. В. Линника, Б. Г. Ананьева, А. А. Ухтомского и многих других.
В фондах музея находятся документы и рукописи (фонды «История Университета», «Факультеты и кафедры», «Великая Отечественная война», «Революционное движение»), бытовая коллекция (личные фонды профессоров и ученых Университета), кинофотофононегатека, редкие печатные издания, фалеристика и нумизматика, мебель и декоративно-прикладное искусство, приборы и наглядные пособия, естественно-научная коллекция, подарки и награды СПбГУ.
На сегодняшний день важным направлением в работе Музея истории СПбГУ является создание новой экспозиции. Музей принимает от универсантов предложения, пожелания, идеи (предложения можно отправлять на электронную почту Музея истории СПбГУ museum@spbu.ru).