Muzeum gromadzi zbiory z zakresu: archeologii, malarstwa, grafiki, ikonografii, rzeźby, rzemiosła artystycznego, numizmatyki i rysunków architektonicznych. Ich liczba to ok. 300 tys. eksponatów<ref name="Urzukowski4"/>. Muzeum Warszawy posiada wielką kolekcję fotografii związanych głównie z historią Warszawy na przykład dotyczące [[Powstanie warszawskie|Powstania Warszawskiego]] oraz odbudowy Warszawy. Wśród zbiorów są unikaty takie jak dwie kolekcje autentycznych kolorowych fotografii z Powstania Warszawskiego autorstwa strony polskiej oraz wroga ([[Ewa Faryaszewska]] i Gerhard Wiechman)<ref>Skarpa Warszawska nr.8 Sierpień 2019</ref>. Zbiory są przechowywane m.in. w magazynach w [[Pałac Kultury i Nauki|Pałacu Kultury i Nauki]], magazynach [[Muzeum Warszawskiej Pragi]] oraz w [[Pruszków|Pruszkowie]]<ref>{{Cytuj pismo | nazwisko = Urzykowski | imię = Tomasz | tytuł = Jesteśmy skarbcem Warszawy. Rozmowa z dr. Jarosławem Trybusiem, wicedyrektorem Muzeum Warszawy | czasopismo = Gazeta Stołeczna | strony = 5 | data = 7 czerwca 2018}}</ref>. W zbiorach znajdują się m.in. dwie unikalne kolekcje kolorowych fotografii wykonane podczas [[Powstanie warszawskie|powstania warszawskiego]] przez [[Ewa Faryaszewska|Ewę Faryaszewską]] i Gerharda Wiechmanna<ref>{{Cytuj pismo | tytuł = Powstanie warszawskie na kolorowych zdjęciach niemieckiego żołnierza | czasopismo = Skarpa Warszawska | strony = 32 | data = sierpień 2019}}</ref>.
Do czasu rozpoczęcia remontu piwnic MW w kwietniu 2010 varsaviana były udostępniane na ekspozycji stałej ''Siedem wieków Warszawy'', pokazującej dzieje miasta od jego założenia po czasy współczesne. Zbiory eksponowane były także na wystawach czasowych.
