Særlig verdifulle er kunstsamlingen og fotosamlingen med Oslo-motiver og portretter. Fotosamlingen er en av landets største og dokumenterer byens utvikling fra fotografiets barndom til i dag. I 2010 gikk Oslo Museum sammen med Oslo byarkiv om å opprette nettstedet oslobilder.no med søkbar tilgang til de digitaliserte delene av fotosamlingene ved begge institusjoner.