A gyűjtemény a vasi városokból és falvakból előkerült kincsleleteket, mindennapi használati tárgyakat, üvegtárgyakat, vaseszközöket, edényeket, kályhacsempéket, a temetők földjében megőrződött viseleti elemeket, valamint az egyházi és világi épületek feltárásaiból, műemléki kutatásából származó faragott kőanyagot őrzi. Kiemelkedő darabjai a 14. századi csepregi edénylelet fazekai és kályhaszemei, a 16. századi szombathelyi reneszánsz kincslelet ezüstpoharai és ezüst övei. A soros temetők közül az ikervári és a szombathelyi sírmezők tárgyai, a templom körüli temetkezési helyek közül pedig a jáki és kőszegi belvárosi temető gyöngyös pártái és fémfonalas viseleti elemei bírnak kiemelt jelentőséggel.
A jelenleg 23.274 leltári egységből és 47.592 tárgyból álló középkori gyűjtemény 1974-ben, a múzeum első korszakos régésze, P. Hajmási Erika munkába állását követően vált önállóvá. Rajta kívül 1983-tól Kiss Gábor, 2001-től Pap Ildikó Katalin, 2006-2007-ben Skriba Péter, 2020-tól Nyerges Éva Ágnes gyarapította anyagát. Kurátora Nyerges Éva Ágnes.
