Muzeum Martyrologii „Pod Zegarem” w swoich zbiorach posiada dużą kolekcję korespondencji więźniów politycznych Zamku (listy, grypsy, karty pocztowe) z więzienia jak i obozów koncentracyjnych do, których trafiali ( Auschwitz, Ravensbrück, Dachau, Sachsenhausen) obwieszczeń i zarządzeń niemieckich z lat 1939-1944.
Osobną grupę stanowią dokumenty i pamiątki osobiste po byłych więźniach Zamku (dowody tożsamości, legitymacje, świadectwa szkolne, krzyże harcerskie, tarcze szkolne, fotografie rodzinne, zeszyty i podręczniki szkolne).
Muzeum posiada w swoich zbiorach bogaty materiał ikonograficzny Lublina z lat 1939-1944, a także archiwum fotograficzne byłych więźniów Zamku z lat 1939-1954.
W zbiorach muzealnych znajduje się materiał dokumentujący działalność Klubu, Stowarzyszenia byłych Więźniów Politycznych Zamku i „Pod Zegarem” (21 tomów kronik z lat 1969-2000).
Zbiory Muzeum dotyczą głównie historii miasta. Można je podzielić na kilka grup tematycznych. Sporą część stanowią zabytki archeologiczne, pozyskane w czasie prac prowadzonych na terenie miasta. Oddział posiada również zbiór czasopism, jednodniówek, wydawnictw okolicznościowych, plakatów i ulotek.Interesujący jest zbiór pamiątek poświęcony powstaniu styczniowemu z fotografiami powstańców – zesłańców syberyjskich.
Zbiory ikonograficzne to przede wszystkim widokówki i fotografie, ukazujące Lublin od końca XIX wieku aż po lata 60. XX wieku. Muzeum gromadzi też materiały – dokumenty, fotografie, druki reklamowe, wyroby lubelskich firm, pieczęcie związane z dziejami lubelskiego przemysłu. W zbiorach znajdują się również dokumenty dotyczące historii Muzeum Lubelskiego.