目前馆藏实物史料2800多件，其中实物500余件，图片800余幅，文献史料1000多宗，影像资料50多部，馆藏字画400余幅，收集展览展示的文物资料达1200余件。

文物种类繁多, 纪念馆内陈列着中日双方作战时的各式各类武器100余件，其中包活飞机、日军报警器、以及壳枪、步枪、3.8式步枪、6.5式步枪、四四式步枪、美式卡宾枪、美汤姆冲锋枪及当时中国军队使用过的德国产水压式马克沁重机枪等各种枪械；文献资料386份，其中有徐州会战详报、台儿庄战役详报、日军士兵作战日记等；纪实性图片800余幅；中国军队参战将士衣物102件，其中有台儿庄战役重要指挥官孙连仲、王冠五、敢死队长仵德厚战时使用的重要物品，主要指挥官李宗仁文物200余件，其中有李宗仁生前使用过的生活用品160余件，李宗仁时任北平辕主任时外国友人赠送的银质看盘，李宗仁1948年当选为国民党副总统时，越南主席胡志明赠送他的重达45公斤的青铜塑像，傅作义将军赠给李宗仁有“软黄金”之称的火狐标本，极其稀有。