Muzeja krājums veidots no 1993. gada līdz ar Muzeja darbības uzsākšanu un šobrīd tā krājumā ir reģistrēti vairāk kā 75 000 priekšmetu, kuri ietver materiālās, rakstiskās un mutvārdu liecības par Latvijas valsts, zemes un tautas likteni Padomju Savienības un nacionālsociālistiskās Vācijas okupācijas laikā no 1940. līdz 1991. gadam, okupācijas priekšvēsturi un okupācijas izraisītajām sekām.
Muzejs komplektē materiālus par tēmu lokiem:
Latvijas okupācijas priekšvēsture, Latvijas okupācija 1940. - 1991. gads, 1941., 1949. gada deportācijas, Latvijas iedzīvotāji nometinājumā un ieslodzījumā nometnēs, nacionālā pretestības kustība, vācu okupācija Latvijā 1941. - 1944./45. gads, Latvijas iedzīvotāji vācu un padomju armijā, okupācijas varu represīvā darbība, saimnieciskā politika, kultūras politika un darbība, padomju okupācijas postījumi Latvijā, atmoda Latvijā un valstiskās neatkarības atjaunošana, bēgļu gaitas Otrā pasaules kara beigās, trimdas izveidošanās un trimdas latviešu darbība, Latvijas okupācijas sekas pēc 1991. gada un Latvijas iedzīvotāju likteņi.
Vēloties saglabāt piemiņu par okupācijas laiku, cilvēki Muzejam dāvinājuši personiskas lietas: dokumentus, fotogrāfijas, gleznas, dienasgrāmatas, vēstules, līdzpaņemtos un nometinājumā iegūtos priekšmetus un dalījušies savās atmiņās. Krājuma speciālisti ierakstījuši vairāk nekā 2400 video liecību, un tas ir viens no lielākajiem šai tēmai veltītajiem krājumiem Eiropā.
Īpaša kolekcija – 13 vēstules, kas rakstītas uz bērza tāss un nosūtītas no nometinājuma un izsūtījuma vietām, kopš 2009. gada iekļautas UNESCO programmas "Pasaules atmiņa" Latvijas nacionālajā reģistrā nominācijā "Sibīrijā rakstītas vēstules uz bērza tāss".
Muzejam nodotie priekšmeti un ierakstītās videoliecības sevī nes katra cilvēka dzīvesstāstu, kurš vēsta ne tikai par pārdzīvotajām ciešanām, bet arī par izturību, pašaizliedzību un pretošanos.
Ar daļu no Latvijas muzeju neeksponētā krājuma, tai skaitā Latvijas Okupācijas muzeja krājumu, var iepazīties