A Hatvany Lajos Múzeum gyűjteményében a Hatvan és környéke szempontjából fontos műtárgyak és tárgyegyüttesek mellett egyaránt szerepelnek országos jelentőséggel bíró egységek is. A gyűjtemény kialakulásának kezdetei az 1950-es, ’60-as évekre nyúlnak vissza.
A múzeum hivatalos megalakulása előtti időből származik a gyűjtemény egyik legbecsesebb darabja: Saáry András 1556-ban kiállított, Ferdinánd király függőpecsétjével ellátott nemesi kiváltságlevele.
Az „ősleltárkönyv” bejegyzései között szerepel az az 1896-ból származó, kézzel rajzolt címeres nemesi kiváltságlevél, amelyet Ferenc József adományozott Rickl Gyula magyar királyi igazságügy miniszteri osztálytanácsos részére.
Ugyancsak ide van bejegyezve Dósa György 1671-es, Lipót császár által adományozott nemesi oklevelének 1797-ben, az egri székesegyház káptalanja által készített latin nyelvű másolata, amelynek fordítását Doktay Gyula készíttette el.
Az oklevelek mellett található még 1856-ból Deák Ferenc Vörösmarty árvák ügyében írott levele, valamint ugyanebből az évből Janikovics Alajos hatvani plébánosnak a boldogi paphoz írott levele. Mindkét kézirat Doktay Gyula gyűjtéseként, ajándékozás útján került a múzeumba.
Ugyancsak Doktay Gyula szerzeményeként gazdagodott a gyűjtemény Dr. Fister Károly ajándékával: Egy 1577-ben, Appfl Mihály bécsi nyomdájában kiadott magyar nyelvű prédikációs könyvvel. A kötet kiadása Telegdi Miklós pécsi püspök és érseki helynök érdeme. A könyv restaurálása 2018-ban, egy sikeres pályázat útján megtörtént. Ugyancsak a Doktay-gyűjtemény darabjai közé tartoznak azok a XIX. század közepéről – második feléből származó családi és hivatalos iratok, amelyek Doktay Gyula apai nagyapjához, Doktay István honvéd főhadnagy nevéhez köthetők. Közülük is a legbecsesebb az az emlékalbum, amelyet a honvéd főhadnagy bajtársai által írt búcsúcédulákból állított össze Doktay Gyula. Értékes információkat tartalmaznak helytörténeti témájú írásai, felmérési rajzai, fotói a kastélyról és a régi hatvani utcákról.
Demény-Dittel Lajos tudományos alapokon nyugvó helytörténeti témájú írásai szintén fontos adalékot szolgáltatnak a kutatóknak.
Németi Gábor, gimnáziumi történelemtanár és megbízott múzeumigazgató kutatási területe főként a XX. századi történelmi fordulatok (1918-1921, 1944-1945, 1948-1950) hatvani vonatkozású eseményeinek a leírása volt, elsősorban ebből az időszakból gyűjtött visszaemlékezéseket, önéletrajzokat, dokumentumokat. Kutatók részére hasznos forrást jelentenek a lejegyzett világháborús eseményekkel és a ferencesek kitelepítésével, internálásokkal kapcsolatos interjúk leírásai.
1986-tól kerültek a gyűjteménybe, ajándékozás révén, XX. század eleji hatvani napi- és hetilapok bekötött példányai, röplapok, politikai pártok kiadványai, családi levelezések, hivatalos iratok.
1987-88-ban vásárolta meg a múzeum Kassa András több mint 600 darabból álló, XX. századi, részben hatvani vonatkozású, történelmi dokumentációs gyűjteményét 3000 forintért, amely kivételes értéket képvisel gyűjteményünkben.
Hatvan török kori ábrázolásai közül 5 db eredeti metszetet őriz a múzeum, melyek a XVII. század második felében készültek, és a hatvani palánkvárat, valamint a sánccal és vizesárokkal körülvett külvárost ábrázolják.
Az állandó kiállításban szerepelnek török kori bőr bocskor- és csizmatalpak, amelyek viszonylag jó állapotban vészelték át az elmúlt évszázadokat.
A történeti gyűjtemény térképritkasága az a Hatvanról készült, kézzel rajzolt, színezett, telekhelyes térkép, amely az 1870-es években készülhetett.
Az 1993-tól zömében dokumentumokat tartalmazó kollekció leginkább a II. világháború idejéből származó tárgyi anyaggal bővült. Ekkor kerültek azonban nyilvántartásba a Hatvany-családhoz kapcsolódó dokumentumok is: Hatvany Irénnek testvérével, Hatvany Lajossal folytatott levelezése, valamint Hatvany Lajos 1928-ban lezajlott perének iratanyagai – melyek az 1980-as években Kovács Ákos és özv. Hatvany Lajosné kapcsolatfelvételének köszönhetően kerültek a múzeumba.
Ritka és értékes sorozatot képviselnek Bojár Sándor 1938-ban készült felvételei a Hatvany-kastélyról, parkjáról és a nagygombosi gazdasági épületekről, valamint a családról.
A város történetével foglalkozó kutatók, diákok rendelkezésére áll 161 db hatvani témájú képeslap, ezeknek mintegy 60%-a 1945 előtti.
Szántó Lóránt révén jó állapotban került be a gyűjteménybe az a Böythös István teológus tanár által írt, 1695-ben, Nagyszombatban nyomtatott kötet, amelynek témája a katolikus egyház szervezetének és tanításainak összefoglalása, és szembeállításuk elsősorban protestáns tanokkal.
A gyűjteményben az említetteken kívül számos fontos és értékes tárgy, dokumentum található. Közlésük terjedelmi határok miatt nem lehetséges.