De museumcollectie bestaat uit twee grote delen: de collectie Schone Kunsten en de collectie Oudheidkunde en Sierkunsten. Het Broelmuseum focust vooral op beeldende en toegepaste kunst.  

Schone kunsten 

In het Broelmuseum kan je nu vooral de collectie Schone Kunsten bekijken. Dit is beeldende kunst van de 16de eeuw tot nu, van kunstenaars die een band met Kortrijk hebben. De collectie bevat niet minder dan 1.092 kunstwerken die in drie grote groepen zijn ingedeeld: de schilderijen, de grafiek en de sculpturen of beeldhouwwerken.

Uiteraard zijn niet alle stukken permanent tentoongesteld. In de Franse stijlinterieurs van het Broelmuseum kan je permanent de schilderijen bewonderen van de Kortrijkse meesters uit de 16de tot en met de 19de eeuw. Vooral Roelandt Savery speelt daarin een vooraanstaande rol. Roelandt Savery is vooral bekend als schilder van landschappen, bloemstukken en dierenschilderijen. Het museum bezit een 10-tal werken van de internationaal bekende schilder met Kortrijkse roots. Van 21 april tot 11 september 2011 vond in het Broelmuseum een tentoonstelling plaats met meer dan 40 werken van Roelandt Savery uit internationale musea- en privé-collecties! De tentoonstelling was een co-productie tussen de Národní galerie Praag en het Broelmuseum. Naar aanleiding van de tentoonstelling werd een Saverysite gelanceerd. 

De collectie bevat naast Roelandt Savery het niet te miskennen vakmanschap van schilders zoals Karel Van Mander, Kerstiaen De Keuninck,... Bij de landschaps-en genreschilders vind je de werken terug van Jean Baptiste De Jonghe, Evariste Carpentier, Emmanuel Viérin en andere...  In de 19de eeuw waren vooral de Kortrijkse dierenschilders toonaangevend. Vandaar dat zij zeker niet ontbreken en dat je namen als Louis Robbe, Edward Woutermaertens, Joos Vincent De Vos en Louis Pierre Verwee meer dan eens tegenkomt in het museum.

In de nieuwe vleugel presenteert het museum tijdelijke tentoonstellingen, afgewisseld met beeldende en toegepaste kunst uit de 20ste en 21ste eeuw. We noemen namen zoals Emmanuel Viérin, Albert Saverys, Victor Verougstraete, en anderen al dan niet gecombineerd met meubilair van de Kunstwerkstede De Coene. Uit de late 20ste eeuw zijn het de werken van Marcel Notebaert, Jose Vermeersch, Octave Landuyt, Marc Stockman die in de kijker staan naast nog meer hedendaagse kunstenaars zoals Joris Ghekiere, Johan Tahon, Clark Clarysse, Nick Ervinck, Dorine Clement,...

Het Kortrijkse zilver, aardewerk of keramiek, tin, koper enz... zijn toegepaste kunstvormen die als voorlopers van de design waardevolle accenten leggen in de presentatie.

Oudheidkunde en Sierkunsten

De Kortrijkse musea bewaren tevens een kleine 10.000 objecten die behoren tot de verzameling Oudheidkunde en Sierkunst. Dat zijn allerlei voorwerpen die gelinkt zijn met alle aspecten van de geschiedenis van Kortrijk. Veel van die voorwerpen zijn te zien in Kortrijk 1302. Een belangrijk onderdeel is de internationale verzameling keramiek, die naast een representatief beeld van het Kortrijks aardewerk, stukken uit productiehuizen over de hele wereld bevat. Deze collectie kan momenteel enkel op afspraak geconsulteerd worden.