Im Mittelpunkt der Sammlungen des Filmmuseums Potsdam stehen Filme, die seit 1911 in den Babelsberger Filmstudios entstanden sind, sowie Künstler, die an ihnen mitgewirkt haben, außerdem Film- und Kinotechnik, die in Deutschland verwendet wurde. Großen Raum nehmen Materialien und Objekte zur Geschichte von Kino und Film der DDR ein.
Die Bestände dokumentieren Produktion, Verbreitung und Rezeption von Filmen. Dazu gehören Drehbücher, Szenenbild- und Kostümentwürfe, Produktionsunterlagen, Fotos und gegenständliche Zeugnisse wie Modelle, Requisiten, Kostüme, Filmpreise. Die Kinoauswertung belegen u. a. Plakate, Filmprogramme und Presseausschnitte. Besonderen Raum nehmen Vor- und Nachlässe von Künstlern und geschlossene Sammlungen - unter anderem zur Entwicklung des Studiogeländes in Babelsberg und zur Kinokultur - ein. Zeitzeugengespräche sowie ein Film-, Video- und DVD-Archiv stehen für wissenschaftliche Zwecke zur Verfügung. Die bedeutende Sammlung kinematographischer Geräte wird durch schriftliche Unterlagen zu mehr als 700 Firmen sowie eine Patente-Sammlung vervollständigt. Das Filmmuseum unterhält eigene Restaurierungswerkstätten, in denen die konservatorische Betreuung der Bestände erfolgt.
Das Filmmuseum der DDR wurde im Jahr 1981 als kulturhistorisches Spezial-Museum eröffnet, dessen Sammlung ausschließlich Film- und Kinotechnik aus dem Staatlichen Filmarchiv der DDR umfasste. 1990 begann der Aufbau eines eigenen Bestandes. Nach Abwicklung der DEFA-Studios und der Schließung von Kinos im Osten Deutschlands kamen in großem Umfang Zeugnisse der Film- und Kinogeschichte der DDR in den Besitz des Museums. Gezielte Sammlungsaktivitäten zu allen Phasen der Babelsberger Filmgeschichte setzten ein.
1995 konnten die auch personell gewachsenen Sammlungen eigene Räume in Potsdam-Nord beziehen. Seit 2022 arbeitet die Abteilung auf über 5.500 Quadratmetern in einem modernen Archivneubau direkt neben der Filmuniversität KONRAD WOLF auf dem Babelsberger Studiogelände. Durch die klimatisierte Aufbewahrung werden die Bestände einerseits besser geschützt; andererseits bietet das Gebäude durch Schaudepot- und Vermittlungszonen mehr Raum für die Öffentlichkeit. Lage, Konzept und Struktur befördern Kooperationen mit der Filmuniversität und externen Partnern.
Das Sammlungsgebäude erhielt auch dank Drittmittelförderungen eine archivgerechte Ausstattung. Innerhalb des europäischen Programms zur Förderung der Infrastruktur für Forschung, Entwicklung und Innovation aus dem EFRE (InfraFEI)) finanzierte so die Investitionsbank des Landes Brandenburg 2020 bis 2022 ein ArchivalLabor - mit hochwertigen Geräten für die Digitalisierung und die Benutzung. Dazu zählt insbesondere eine professionelle 2D-Scan-Station bis zum Format A0 für den Archivbereich, die durch die Zusatz-Komponenten Buchwippe und Fotoeinheit zur Digitalisierung nahezu aller zweidimensionalen Objekte der Sammlungen geeignet ist. Ergänzt wird sie durch einen 2D-Scanner bis A3 für den Nutzerraum, einen Massenspeicher, Medientechnik für Seminare (Großbildmonitor, Beamer, Soundbar) sowie Sichtungs- und Rechercheterminals für Nutzer*innen.
