Die in den Ausstellungen des Museums gezeigten Handschriften, Bilder, Musikinstrumente und Erinnerungsstücke bilden den Kernbestand der Sammlungen des Beethoven-Hauses. Schon in den ersten Jahren nach der Gründung des Vereins Beethoven-Haus 1889 konnten so berühmte Stücke wie Beethovens letzter Hammerflügel (ein Instrument des Wiener Klavierbauers Conrad Graf) oder die Originalhandschriften der "Mondscheinsonate" und der "Pastoralsymphonie" erworben werden. Heute ist sie die größte und vielseitigste Beethoven-Sammlung der Welt. Sie umfaßt Musikhandschriften, Briefe, Bilder, Büsten, Münzen und Medaillen, Musikinstrumente, Möbel und Gegenstände aus Beethovens Alltag.
Das Depot der Sammlung, ein nach konservatorischen Anforderungen konzipierter Tresor, befindet sich unter der Bühne des Kammermusiksaals. Viele Künstler fühlen sich durch die architektonische Symbolik in ihrer Beethoven-Interpretation besonders inspiriert.
Jedermann zugänglich ist die Beethoven-Sammlung im Digitalen Archiv. Für zusätzliche Recherchen stehen Kataloge zur Verfügung.