Muziejuje saugoma per 115 000 muziejinių vertybių, tarp kurių yra ypač retų ir vertingų. Muziejinės vertybės skirstomi į šiuos rinkinius: archeologijos, gamtos, istorijos, etnografijos, dailės, fotografijos ir fotonegatyvų, raštijos, knygų fondo, numizmatikos, pašto ženklų, specialiuosius rinkinius.

Vertybės, sukauptos grafų ir buvusios dvare, nukentėjo per nacionalizaciją karo ir pokario metais. Tačiau muziejininkai sugebėjo nemenką jų dalį išsaugoti bei surinkti tai, kas buvo išblaškyta. Muziejaus rinkiniuose saugoma nemaža dalis Rokiškio rajono dvarų ir bažnyčių archyvų, dvarų kultūros paveldo objektų, per 19 000 fotografijų ir negatyvų, iš jų – per 1100  iš Rokiškio dvaro.

Dailės rinkinyje – per 7500 vnt. muziejinių vertybių, didžioji dalis – tai kraštiečių dovanos. Profesionaliosios dailės grupėje sukaupta per 2 tūkst. eksponatų. Tai Jono Kazimiero Vilčinskio (1806–1862) litografijos iš „Vilniaus albumo“, Vakarų Europos dailininkų tapyba, Riomerių giminės portretai, antikinių skulptūrų kopijos, dvarininkų bareljefai, biustai. Didelė šiuolaikinės profesionaliosios dailės kūrinių kolekcija.

Lietuvių liaudies meno kolekcijoje per 4 tūkst. vnt. muziejinių vertybių – kalvių nukaltos kryžių viršūnės, medinės skulptūros, verpstės, keramikos gaminiai, audiniai. Muziejus kaupia ir dabartinių medžio drožėjų, tapytojų, audėjų darbus. Išskirtinę vietą užima garsiausio XX a. Lietuvos dievdirbio Liongino Šepkos drožiniai ir vienintelis šalyje prakartėlių rinkinys.