Zbiory Muzeum Miasta Łodzi liczą kilkadziesiąt tysięcy obiektów i dotyczącą m.in. historii, numizmatyki, ikonografii, malarstwa, grafiki, rzeźby, architektury, muzyki, teatru i literatury. Według tych pojęć usystematyzowany jest podział zbiorów i cechy inwentarza. Największe ilościowo zasoby związane są z historią i ikonografią Łodzi, która posiada rodowód średniowieczny, ale tak naprawdę swój „złoty wiek” przeżywała w XIX stuleciu.
Zwiedzanie ekspozycji muzealnej i przemierzanie kolejnych sal wystawowych z gablotami pełnymi eksponatów daje zwiedzającym szansę obejrzenia wielu przedmiotów i odkrycia ich wyjątkowości. Sale pałacowe, które w przypadku Muzeum Miasta Łodzi są jednocześnie salami ekspozycyjnymi, zawierają podwójną treść. Zwiedzający ogląda zatem nie tylko wystrój wnętrz, ale także starannie zaaranżowane ekspozycje muzealne.
Wypracowanie polityki dla gromadzenia kolekcji muzealnych w dużym ośrodku kultury jakim jest miasto Łódź, gdzie istniały już starsze placówki muzealne o określonym profilu badawczym i kolekcjonerskim, nie było łatwe. Wymagało docierania do miejsc oraz problematyki przeszłości i teraźniejszości, które były poza obszarem zainteresowań innych muzeów , a zarazem w sposób jednoznaczny stanowiły o dziedzictwie i tradycji.
Zespół pracowników stanął przed wyzwaniem: w jaki sposób za pomocą swoistego środka wyrazu, jakim jest przedmiot materialny, prezentować życie miasta – przestrzeń, ludzką zbiorowość, dynamikę przemian, całokształt zjawisk, składających się na fenomen wielonarodowej metropolii przemysłowej, która stała się Łódź na przestrzeni zaledwie kilkudziesięciu lat.
Muzeum nie przejęło w spadku żadnych eksponatów, rozpoczęło ich gromadzenie od podstaw, i aby pozyskać znajdujące się w rozproszeniu materiały dotyczące Łodzi, nawiązywało kontakty z instytucjami, urzędami i osobami prywatnymi. W ten sposób powstały zbiory z zakresu historii, sztuki, ikonografii miasta, kultury filmowej, teatralnej, literackiej i muzycznej oraz księgozbiór zawierający między innymi cenne lodziana.