Organizata in anul 1970 si dezvoltata ulterior, colectia reflecta componenta faunei entomologice a Romaniei prin cele 34.400 exemplare, colectate fie de specialistii entomologi ai muzeului, fie obtinute din donatii si achizitii. Alaturi de speciile autohtone, colectia cuprinde si specii exotice ce apartin ordinului Lepidoptera. De asemenea, in componenta acesteia se regasesc numeroase specii rare si foarte rare, unicate precum si exemplare tip, paratip si neotip.
Speciile ce alcatuiesc colectia apartin ordinelor Odonata, Orthoptera, Mantodea, Heteroptera, Hymenoptera, Coleoptera, Lepidoptera si Diptera.
Piesele entomologice cele mai valoroase din punct de vedere stiintific si estetic sunt incluse in: „colectia de coleoptere dr. N. Savulescu”, „colectia de diptere V. Bradescu”, „colectia de lepidoptere dr. A. Popescu-Gorj”, „colectia de lepidoptere W.Weber” .