Muzeul își completează în permanență fondul de exponate prin donații și achiziții, cercetări de teren și transferuri. Astfel, în anul 2009 patrimoniul MNAIM s-a îmbogățit cu 1538 de piese cu valoare istorică și memorială, inclusiv 1042 de piese arheologice, 92 de piese numismatice, 29 de fotografii, 24 documente, 4 arme și echipament militar, 95 de obiecte etnografice și uzuale, 13 obiecte tehnice, 29 de piese de artă decorativă, 5 picturi, 70 de piese filatelice, precum și 135 de piese trecute le categoria „diverse”.

Dintre cele mai valoroase piese intrate în colecții consemnăm:

• monede romane, sec. II;
• dirhemi, Hoarda de aur, sec. XIV;
• Evanghelie, București, 1750;
• veșminte sacerdotale, Basarabia, înc. sec. al XIX-lea;
• unități de măsură, Rusia, 1857;
• fotografii și obiecte de uz casnic din familia pictorului Nicolae Coleadici;
• documente și fotografii care au aparținut familiei membrului Sfatului Ţării Ion Panțâru;
• piese de vestimentație care au aparținut compozitoarei Zlata Tcaci.

În perioada 2012-2013 patrimoniul Muzeului Național de Istorie a Moldovei s-a îmbogățit cu 9389 de piese, inclusiv 4087 fond de bază. Acestea au intrat în muzeu prin donații (2442), achiziții (157) și transfer de la fostul Muzeu de Arheologie al AŞM (6214) și Vistieria de Stat a Republicii Moldova (576).

Fondul de bază al patrimoniului muzeal s-a completat cu 5087 de piese, inclusiv: 2538 piese arheologice, 536 piese numismatice, 88 obiecte etnografice și uzuale, 9 obiecte tehnice, 79 de fotografii, 93 de documente, 108 de picturi, 208 piese de artă decorativă, 120 piese de filatelie, 2 piese de mobilă, precum și 296 de piese trecute la categoria „diverse".     

Printre cele mai valoroase piese care au îmbogățit patrimoniul Muzeului în anii 2012-2013 sunt:

- Amforetă, lut ars, sec. II a. Chr;
- Amforă, sf. sec. VI - înc. sec. V;
- Monede romane din tezaurul de la Goleni, raionul Cantemir, sec. III-IV;
- Monede medievale, descoperite la Costești, raionul Ialoveni, sec. XIV-XV,
- Tezaur din epoca bronzului tardiv, Cultura Noua-Coslogeni (sec. XIV-XII a. Chr);
- Colecție de monede de cupru, Hoarda de Aur, Costești sec. XIV;
- Vase de aramă, sec. XVI-XVII ;
- Fragmente decorative pentru vestimentație provenite din săpăturile arheologice de la Mănăstirea Căpriana;
- Ceasuri de cămin, lampă de birou, Europa de Vest, sec. XIX,
- Statuete din porțelan, Europa de Vest, sec. XIX;
- Carte Город Кишинев времен жизни в нем А.С. Пушкина (1820-1823), Ioan Halippa, Chișinău, 1899;
- Dicționar român-rus de Nicolae Popovschi, Chișinău, 1922;
- Pălărioare de damă, anii 40-50, sec. XX;
- Colecția ziarului „Basarabia", 28 septembrie 1941-20 octombrie 1941;
- Fotografii și scrisori de pe front, care au aparținut lui Grigore Crivonosov din s. Macovei, 1944;
- Colecție de fotografii despre deportările din Basarabia din vara anului 1949;
- Colecție de clopoței decorativi, 1978-2011.
- Colecție de obiecte, cărți, schițe și tablouri ale pictorului E. Childescu.


Între anii 2014 și 2015 patrimoniul muzeului a crescut cu 6 578 piese, inclusiv 2 530 fond de bază. Acestea au intrat în muzeu prin donații, achiziții, transfer de la fostul Muzeu de Arheologie al AŞM și de la Vistieria de Stat a Republicii Moldova.

Fondul de bază al patrimoniului muzeal s-a completat cu noi și valoroase obiecte arheologice (1401), piese numismatice (243), fotografii (103), documente (57), piese de artă decorativă (103), piese de vestimentație și accesorii (29), obiecte tehnice (27), arme (15), piese de mobilier (29) ș.a. Printre cele mai valoroase bunuri culturale care au îmbogățit colecțiile muzeale menționăm:

- Acte în limba română, tipărite în Basarabia în anii 1815-1828;
- Ibric cu arzător, ceainic și vas pentru zahăr, Anglia, sec. XIX;
- Mașină de cusut „Phoenix", Germania, înc. sec. XX;
- Documente, fotografii și obiecte personale ce reflectă viața și activitatea regizorului și scenaristului Valeriu Gagiu;
- Materiale despre activitatea Comitetului Național Olimpic din Republica Moldova.