Формирование коллекций музея «Танаис», как филиала Ростовского областного музея краеведения, было начато в 1961 г. Основу собрания составляли коллекции из раскопок городища и некрополя Танаис Нижне-Донской археологической экспедиции ИА АН СССР.
После создания самостоятельного музея-заповедника в 1990 г., согласно приказу Министерства культуры РСФСР от 24.101991 г. № 362-П, основная часть коллекций была передана ГУК РО «АМЗ «Танаис» 78807 ед. хр.
До 10.10.1993 г. производилось обустройство помещений для размещения коллекций и формирование штата сотрудников фондов музея. С 10.10.1993 г. ведется Книга поступлений основного фонда музея. В 1996-1997 г. коллекции перемещены в новое здание фондохранилища. Фондовое собрание музея насчитывает на сегодняшний день 148556 единиц хранения, полученных при раскопках и разведках на городище, некрополе и округе Танаиса, в том числе основного фонда – 115699 единиц, научно-вспомогательного – 32857 единиц.
Хронологически коллекция музея охватывает период от эпохи средней бронзы до раннего (VII-IX вв.) и позднего (XII-XIV вв.) средневековья. Наиболее крупными и значимыми коллекциями являются:
- Археология городища (АГ);
- Археология эталонов (АЭ);
- Археология некрополя (АН);
- Археология округи (АО);
- Нумизматика (НУМ);
- Изобразительное искусство (ИЗО).