В настоящее время собрание Государственного литературного музея «ХХ век» насчитывает более двенадцати с половиной тысяч единиц хранения основного фонда и около семи тысяч научно-вспомогательного. В коллекции музея выделены следующие фонды: Рукописно-документальный (РД), Книжный (Кн), фонд Скульптуры и Живописи (СкЖ), фонд Графики (Гр), Историко-бытовой фонд (БПИ), Фотофонд (ФФ и ФФн) и фонд Нумизматики (Нум).
Книжный фонд — самый большой по численности (около семи тысяч единиц хранения). В его основе — мемориальная библиотека М. М. Зощенко, переданная музею литературоведом, исследователем творчества писателя, Ю. В. Томашевским в 1993 году. Это книги, собранные М. М. Зощенко, хранящие его пометки и замечания на полях, прижизненные издания его произведений, а также книги его литературных современников с дарственными надписями в адрес писателя.
В рукописно-документальном фонде содержатся рукописи писателей, их переписка, личные документы, издательские и другие договоры, записные книжки, заметки и черновики. Среди собрания рукописей надо выделить рукопись книги М.М. Зощенко «Перед восходом солнца», рукописи стихов и переводов Н.А. Заболоцкого, рукопись трилогии А. М. Мелихова «Нет им воздаяния», рукопись неоконченного «шпионского» романа популярного в 1950-е годы детского писателя Г. И. Матвеева. В архиве Г. И. Матвеева находятся также многочисленные документы о страшных днях блокады.
Историко-бытовой фонд незаменим для создания выставок и экспозиций. Фонд имеет шифр БПИ, что расшифровывается как «Быт и прикладное искусство». Основа этого фонда – мемориальный кабинет М. М. Зощенко, где все вещи – подлинные. Он достался музею непосредственно от наследников писателя. М.О. Крыжановская, внучка Е.Л. Шварца, передала музею обстановку кабинета писателя: мебель, настольные украшения, памятные подарки.
Фонд Графики представлен произведениями известных ленинградских художников, работавших в разных техниках и разных жанрах, а также работами современных художников-графиков – более 70 персоналий. Среди них – П. Шиллинговский, Н. А. Бриммер, И.И. Бродский, Г.С. Верейский, А.Л. Каплан, С.Б. Юдовин, М.И. Соломонов, Н.А. Павлов, Е.С. Кругликова, А.Н. Якобсон. Значительная часть коллекции Графики сформирована благодаря Н.И. Корниловой и А.А. Харшаку.
Недавно Фотофонд пополнился фотографиями из архивов Ф. А. Абрамова и А. А. Нинова. На фотоснимках из архива Ф.А. Абрамова запечатлены земляки писателя, природа его родного края. Архив литературоведа А.А. Нинова особенно ценен тем, что в нем имеются редкие фотографии детства и юности Веры Пановой, фото А.П. Межирова, П.Г. Антокольского, Е.М. Винокурова, Б.М. Сарнова, М.Ю. Лотмана, М.О. Чудаковой.
На фотографиях из коллекции И. О. Фонякова отражена жизнь Союза писателей 1960-1970-х годов, их поездки по республикам, на «великие стройки», в колхозы, встречи с зарубежными писателями. И. О. Фоняков был не только поэтом, в течение 35 лет он работал собственным корреспондентом «Литературной газеты», исколесил всю страну, встречался со многими людьми. На его фотографиях запечатлены Ю. П. Казаков, Д. С. Самойлов, Н. М. Коржавин, Е. А. Евтушенко, Р. И. Рождественский, Б. Ш. Окуджава, Ю. В. Друнина, Д. А. Гранин, Д. Н. Аль, С. В. Ботвинник и многие другие.
Раздел живописи представлен работами М. И. Зощенко, отца писателя, натюрмортами Е. Е. Чулаки, матери М. М. Чулаки, писателя и публициста (из мемориальной коллекции М. М. Чулаки).
В кабинете М. М. Зощенко над конторкой висит небольшая картина П. П. Карягина «Зимний лес», возможно, это подарок от товарища отца по Академии художеств (М. И. Зощенко и П. П. Карягин были учениками профессора П. П. Чистякова).
В фонде хранится картина В. В. Голявкина, известного детского писателя и графика – «Вечерняя прогулка».
Фонд нумизматики самый молодой. В нем находятся, в основном, значки советского времени, которые собирали некоторые писатели, например, И. О. Фоняков, а также памятные медали, посвященные разным событиям литературной жизни.