Колекція стрілецької зброї Державного політехнічного музею є єдиною колекцією стрілецької зброї серед політехнічних (загальнотехнічних) музеїв Європи, та найповнішою колекцією стрілецької зброї кінця ХІХ-ХХ століття в музеях України.
Колекція передана Міністерством оборони до Державного політехнічного музею у 2004 році. Вона налічує 66 одиниць стрілецької зброї і дозволяє наочно викласти історію розвитку та вдосконалення стрілецької зброї від впровадження унітарного патрону та гвинтівок до сучасних штурмових гвинтівок та кулеметів. В колекцію входять основні типи стрілецької вогнепальної зброї: особиста, індивідуальна, колективна. Вона включає найвідоміші зразки огнепальної зброї які втілюють важливі етапи становлення окремого типу стрілецької зброї.
Так серед гвинтівок можна зазначити системи Лебель, Маузер, Лі-Енфільд, Мосіна. З кулеметів такими етапними були: станковий кулемет системи Максима, ручний кулемет ZB‑30, єдиний кулемет МG‑34, кулемет Калашникова, та крупнокаліберний кулемет Дегтярьова-Шпагіна. Особиста зброя представлена етапними зразками: револьвером системи Наган, пістолетом Маузер 96, пістолетом “Парабелум”, пістолетами системи Кольт, Вальтер, Макаров, Стєчкін.
Колекція дозволяє висвітлити унікальність найвідоміших конструкторських шкіл: французька, німецька, британська, американська, радянська, чеська. Вона включає цікаві зразки спортивної зброї різного призначення. Унікальність експонування колекції полягає в представленні історії зброї як спеціальної техніки, дозволяє сформувати уявлення про історію вогнепальної зброї як вдосконалення системи патрон-зброя, як втілення творчого доробку відомих конструкторів та вітчизняних інженерів.