1975年10月，中共万源县委决定建立川陕根据地万源革命文物陈列室，并派人到巴中陈列馆借调复制文物展品62件，重庆博物馆支援革命文物36件。1984年，全部文物移交至万源保卫战战史陈列馆，其中革命文物258件、历史文物20件。截至2023年馆藏文物共计2421件，其中一级文物2件，二级文物17件，三级文物93件，一般文物2309件。

我馆馆藏文物种类丰富。有远古时代的各类化石，新石器时期的石斧、石镯、刮削器，各个朝代的钱币，还有铜器、瓷器、铁器、木器等，而更多的是万源保卫战时期红军留下的各类宣传品及武器弹药和生活用品。