上海市历史博物馆藏品总数约11万件，分十五大类：书画、金属、陶瓷、工艺、证章、文献、印刷、纺织品、石刻、钱币、照片、剪纸、邮票、唱片和其他杂项等。

其中1841年江南提督陈化成督造的振远将军铜炮、1880年吴猷豫园宴乐图轴、1895年英商道白生公司制清花机、清末点石斋画报原稿、1911年民国总统候选人提名及当选人斗方、1923年上海汇丰银行铜狮、民国百子大礼轿、民国柳亚子主编《上海通志稿》稿本、老上海地图、《徵信录》等都是馆藏重要文物。