संग्रहालय में 16 वीथिकाएं हैं जिसमें विविध प्रकार के संग्रह हैं यथा मूर्तिशिल्प, मृण्मूर्ति, लघुचित्र कला, आधुनिक चित्र कला, पुरातात्विक वस्तु, मुद्राएं, अस्त्र और शस्त्र, वस्त्र, पाण्डुलिपि तथा फरमान आदि उल्लेखनीय हैं।
मूर्ति कला संग्रह में अशोक स्तम्भ शीर्ष (तीसरी शती ई. पूर्व) 58 भरहुत स्तूप के (दूसरी शती ई.पू.) कला शिल्प जिसमें जातक कथाओं के दृश्य है, स्तम्भ, बड़ेर, तोरण पूर्व कला शिल्प वीथिका में प्रदर्शित हैं। मध्य कालीन मूर्ति शिल्प अनुभाग में वैष्णव, शाक्त, शैव तथा जैन मूर्तियां सुन्दर एवं व्यवस्थित ढंग से प्रदर्शित हैं। यहाँ लघु चित्र कला एवं आधुनिक चित्र कला का समृद्धि संग्रह है। लघुचित्र कला में राजस्थानी, पहाड़ी, मुगल और कम्पनी शैली के चित्र हैं। आधुनिक कला वीथिका में अनागरिक गोविन्द और रुसी चित्रकार निकोलस और स्वेतोश्लाव रोरिक का महत्वपूर्ण स्थान है। बंगाल स्कूल संग्रह में असित कुमार हलदार, अवनिन्द्र नाथ टैगोर, गगनेन्द्र नाथ टैगोर, नन्दलाल घोष, जामिनी राय और सूधीर रंजन खस्तगीर के कृतियों पर इलाहाबाद संग्रहालय में अमूल्य संग्रह है। संग्रहालय में सुमित्रानन्दन पंत, महादेवी वर्मा, सूर्यकान्त त्रिपाठी निराला, मैथिलीशरण गुप्त, रामकुमार वर्मा आदि साहित्यकारों की पाण्डुलिपियां एवं व्यक्तिगत पत्रों का महत्वपूर्ण संग्रह है। इलाहाबाद संग्रहालय के अस्त्र-शस्त्र संग्रह में दुर्लभ पिस्तौलें, राइफल, बन्दूकें, तलवारें तथा 18वीं-19वीं शती के कवच हैं। वस्त्र एवं साज-सज्जा संग्रह में सोने की जरी का काम और काष्ठ कला कृतियां उल्लेखनीय हैं।