В Сокольском краеведческом музее находится около 18 000 единиц хранения. Основу музея составляют коллекции предметов материальной культуры, — это предметы крестьянского быта, одежда, изделия из дерева и металла, коллекция нумизматики и фалеристики.

Экспозиция музея начинается с предметов,  датированных  периодом эпохи мезолита. В музейную коллекцию включены подъемные материалы с поселений Родионово, Селище, Калитино, Устье-Воткома, Устье-Вологодское. Эти экспонаты археологической коллекции музея отражают историю освоения территории Верхней Сухоны. Ценным артефактом коллекции является каменный топор балано-фатьяновской культуры.

Коллекция нумизматики относится к дореволюционному периоду истории Российского государства и ко времени становления советской власти. Она состоит из бумажных денежных знаков, лотерейных билетов и монет. Наиболее интересны деньги-марки, облигации государственного военного займа 1940-х годов. Основную часть коллекции монет составляют российские и иностранные монеты, интересна «деньга» 1751 года, польские гроши  1605-1610 годов. В коллекцию фалеристики включены наградные и памятные медали, памятные знаки сокольчан — участников Великой Отечественной войны 1941-1945 гг., участников боевых действий в Афганистане и Чечне.

Коллекцию керамики составляет посуда, относящаяся  к народно-бытовой культуре северного крестьянства конца XIX-начала XX веков, позволяющая проследить историю развития гончарного промысла на территории Сокольского района, — это кашники, латки, кринки, миски, корчаги.

Коллекция фарфоровых изделий конца XIX- начала XX веков представлена изделиями товарищества Кузнецова, посудой с символикой начала советского периода истории России. Экспонатами коллекции стали подаренные жителями города побратима Валкеакоски (Финляндия) изделия из хрусталя и фарфора, которые рассказывают о бытовой культуре жителей города-побратима  Валкеакоски 1980-х годов. В собрание музея входит продукция стеклозаводов начала XX века, — это бутыли, рюмки, стаканы, аптечные бутылки, чернильницы, скульптура малых форм.

Хронологические рамки группы предметов из ткани и кожи охватывают период с XIX по  XX век. Здесь мы найдем крестьянскую одежду конца XIX — начала XX вв., — воротушки, становины, передники, пояса, мужские рубахи, наподольницы, строчки бранного и узорного ткачества; домотканые юбки и сарафаны; изделия вологодского плетеного кружева. Уникальным экспонатом коллекции является домотканое свадебное полотенце конца XVIII века. Городская одежда периода начала XX в. представлена фраком и  подвенечным платьем горожанки конца XIX века ручной работы. Интересны экспонаты, относящиеся к послевоенному периоду — воинская форма, школьная и пионерская форма, знамена комсомольской и пионерской организаций.

В собрании  изделий из металла находятся предметы крестьянского быта XIX-XX веков: посуда, приспособления для освещения жилищ (подсвечники, светцы), замки, ключи, самовары. О повседневной жизни городского жителя зрители могут судить по экспозиции с различными бытовыми аксессуарами, — здесь браслет, заколка для галстука, дамское зеркальце. Коллекция оружия времён Великой Отечественной войны включает в себя  холодное и боевое вооружение; ружье двуствольное тульское; ружье полевое шомпольное, 1850 года.

Группа предметов из дерева, — самого популярного на севере материала, — представлена предметами крестьянского и городского быта Сокольского района  XIX — XX веков, — это прялки, веретена, челноки; швейки; трепала, дуги; инкрустированные шкатулки с узором «мороз по жести», часы настольные резные, чернильные приборы; кадки, сундуки. Изделия из бересты, — также имеющей особое значение на русском севере,- представлены туесами и солонками, хлебницами, пестерями и другими предметами крестьянского народного быта, уникальными по своей  принадлежности к истории сокольской земли.

Коллекция  «Письменные источники» в документах рассказывает об истории становления советской власти, социалистического строительства в Сокольском районе, о Великой Отечественной войне. Наибольший интерес представляют: рукописи, членские билеты; документы сокольчан-Героев Советского Союза; Орденские книжки; письма с фронтов Великой Отечественной войны 1941-1945 гг.; документы и письма сокольчан-участников военных действий в Афганистане и Чечне.

Коллекция «Кино-, фото-, фоноисточники» начала формироваться с начала создания музея на общественных началах в 1962 году. На фотографиях  конца XIX века и по настоящее время запечатлены жители Сокола, различные события города, а также здания, впоследствии исчезнувшие или претерпевшие большие изменения. Интересными экспонатами коллекции являются: фотоальбомы «Выпуск врачей Императорского Харьковского университета. 1901 год. Красикова А.Е.»; строителей  шлюза «Знаменитый»; фотографии предреволюционного периода фабрики «Сокол»; фотографии  1915-1917 годов, запечатлевшие быт русских солдат во время I мировой войны.

Собрание современного изобразительного искусства музея немногочисленно, но представляет историко-культурную ценность, так как непосредственно связано с жизнью города,  района и  области. Хронологические рамки коллекции охватывают период с начала XX века по настоящее время.

В состав коллекции музея вошли произведения вологодских художников: Корбакова В.Н., народного  художника России, действительного члена Российской Академии Художеств; Копьева М.В., заслуженного художника России; а также художников Тимофеева В.В., Ларичева М. А., Баскакова Н.В.,  Подгорного В.Ф. Коллекция живописи включает в себя работы самодеятельных художников: Макарова Н.А., Кораблева А.А.; Тиушкова А.В., Попова П. А. К числу наиболее значимых произведений самодеятельного творчества относятся изображения Глушицких монастырей первой половины XX века (картины Макарова Н.А.); большую этнографическую ценность имеют также работы, отражающие быт северного крестьянства, эпизоды военной истории страны, портреты сокольчан.

Графические произведения представлены литографиями Пахомова А.Ф.- академика, народного художника СССР, лауреата Государственных премий, одного из основоположников иллюстрации советской детской книги. Это работы из серии «Восстановление Ленинграда». Ядро графического собрания составляет авторская коллекция работ художника-графика Щетнева Л.Н., включающие большое количество гравюр и экслибрисов.