O serviço de Gestão de Coleções assegura a salvaguarda das coleções do Museu, sendo responsável pela gestão, inventariação, estudo e preservação dos objetos do acervo. Compete ainda a este Serviço colaborar na documentação das coleções, na preparação de exposições, na elaboração de instrumentos de trabalho necessários ao Museu, no acolhimento a públicos especializados e na preparação de edições, de materiais de divulgação e de materiais para o Serviço Educativo.
Todo o acervo e coleções do Museu Municipal de Penafiel encontram-se abertos ao estudo e investigação da comunidade científica.
Coleção de Arqueologia
Esta coleção é constituida essencialmente pela incorporação e depósito do espólio arqueológico proveniente das várias intervenções realizadas no concelho de Penafiel ao longo do tempo. Sendo tipológica e cronologicamente muito diversificada, esta coleção é extremamente dinâmica e está em constante crescimento na medida em que as intervenções arqueológicas são constantes, não só ao nível dos projetos de investigação plurianuais levados a cabo pelo Serviço de Gestão do Património Cultural, como também ao nível dos trabalhos de arqueologia urbana e preventiva.
Coleção de Etnografia
Fruto de décadas de recolha sistemática, esta coleção abrange diversas áreas temáticas que se prendem com as artes e ofícios tradicionais, com as tecnologias de produção artesanal pré-industriais e com as atividades sócio-económicas que caracterizam o passado recente da comunidade penafidelense, e que contribuiram para a sua identidade cultural. Tendo em conta o rápido desaparecimento de várias atividades tradicionais e de diversos produtos, equipamentos e ferramentas a elas ligados, o Museu Municipal de Penafiel continua a empreender esforços na recolha, preservação e salvaguarda de objetos etnográficos, cujo estudo e documentação é fundamental para a identidade e memória coletiva da comunidade local.
Coleção de História Local
Enquanto Museu de identidade vinculado a um território, esta coleção assume particular importância no acervo do Museu, tendo em conta que é constituida por elementos materiais e imateriais que documentam a herança cultural coletiva da comunidade penafidelense. Nesta coleção integra-se um conjunto muito diversificado de bens culturais cujo significado e/ou utilização representam momentos chave, acontecimentos ou personalidades diretamente relacionados com a história local.