La colección de escultura está formada por un pequeño conjunto de piezas de calidad excepcional, con una cronología que abarca del siglo xiv al siglo xviii. Entre las obras de escultura gótica exenta destacan la Virgen con el Niño de alabastro, la Virgen del Remedio, en la iglesia del monasterio, y la Virgen de la sala capitular, llamada de los Desamparados. 

La colección de escultura del Real Monasterio de Santa María de Pedralbes está formada por un pequeño conjunto de piezas de excepcional calidad, con una cronología comprendida entre los siglos XIV yXVIII.

También cabe mencionar el grupo de la Anunciación, atribuido a Aloi de Montbrai y Antoni Canet; la Natividad, de finales del siglo XIV, uno de los pesebres más antiguos conservados en la Península Ibérica, y el Cristo sentado en la roca fría, una talla policromada de tamaño natural de alrededor de 1500. Sobresale también el conjunto de tumbas y sarcófagos de los primeros tiempos del monasterio, ubicados en la iglesia y en la planta baja de la galería este del claustro. Asimismo, destaca el conjunto de claves de bóveda de la iglesia del siglo XIV, con un ciclo mariano, y la gran clave de bóveda de la sala capitular de alrededor de 1420, que representa la coronación de la Virgen.

La colección de pintura del monasterio incluye la pintura mural, que podemos contemplar en torno al claustro y en la capilla de San Miguel, así como en fragmentos traspasados que se conservan en la sala capitular y en la abadía. No obstante, la colección consta mayoritariamente de pinturas sobre tabla y sobre tela, con un abanico cronológico que abarca del siglo xiv al siglo xx y piezas de procedencia catalana, castellana, italiana y flamenca. El conjunto es una muestra unitaria y representativa del patrimonio y la historia del monasterio, y está constituido por piezas de temática religiosa y relacionadas con los distintos períodos históricos y artísticos del cenobio. 

La colección de pintura del monasterio incluye la pintura mural, en torno al claustro y en la capilla de San Miguel, así como en fragmentos traspasados que se conservan en la sala capitular y en la abadía, y varias obras de los siglos XV-XX.

Destacan las pinturas de época medieval, como las pinturas murales de la capilla de San Miguel. Es también considerable el número de piezas provenientes de los Países Bajos, que llegaron al monasterio a través de las religiosas castellanas que habitaron en él a comienzos del siglo xvi. Se cuentan tanto tablas como los denominados retablos facticios, directamente vinculados con el culto personal e íntimo de estas religiosas. De este período también destaca una epifanía de terracota vidriada, procedente del taller florentino de Andrea della Robbia, que constituye la pieza central de un falso tríptico.

Asimismo, resultan interesantes las dos pinturas de Josep Llimona, una de las cuales se puede contemplar en la iglesia, y las de Josep Maria Tamburini, encargadas por sor Eulària Anzizu, que son representativas del movimiento de la Renaixença imperante en su momento y que se impuso en el monasterio mediante esta religiosa.

La colección de cerámica del monasterio ejemplifica con bastante detalle la existencia diaria de la comunidad de religiosas, con una cronología que abarca desde el siglo xiii, antes de la fundación del monasterio, hasta el siglo xx.

La colección consta de una gran cantidad de cerámica de bóveda que rellenaba las enjutas de la sala capitular, como picheles, botijos, cántaros, jarras y aceiteras defectuosos, adquiridos al por mayor para este fin. Junto con estas tipologías de bóveda, el monasterio cuenta con una numerosa colección de piezas cerámicas que constituían la vajilla de mesa de las monjas y entre las que destacan especialmente aquellas hechas por encargo de la comunidad a centros catalanes, sobre todo barceloneses. Escudillas y platos de distintos tamaños, hechos de loza blanca, presentan una decoración en azul específica para el monasterio. En estas piezas se puede ver, de forma mayoritaria, el escudo del monasterio de Pedralbes en la parte central, a veces rodeado de círculos concéntricos. También se conservan piezas en las que aparece la letra A como símbolo de Ave María, así como ejemplares con nombres de estancias o el nombre de alguna de las religiosas que las habitaban.

La colección de cerámica del monasterio ejemplifica con bastante detalle la existencia diaria de la comunidad de religiosas, con una cronología que abarca desde el siglo XIII, antes de la fundación del monasterio, hasta el siglo XX.

Enriquecen la vajilla propia del monasterio otros objetos encargados a distintos alfareros, a quienes se adquirían piezas de cerámica común para la cocina —ollas, jarrones, saleros, aceiteras, aguamaniles, morteros...—, piezas de loza esmaltada en blanco, decorada en azul o verde o con reflejos metálicos, o bien objetos de cerámica oxidada. Completan esta colección común los grandes recipientes de barro vidriado destinados a contener aceite, grano y vino.

Como objetos más significativos de la colección, aparte de las piezas de vajilla que pueden verse en distintos espacios del museo, destacan un recipiente para jarabe de cerámica verde oxidada —como ejemplo de nueva forma dentro del repertorio establecido para la producción barcelonesa de cerámica común de la Baja Edad Media—, los tarros de farmacia en verde y manganeso del siglo xiv o las meleras de Manises del siglo xviii.

Aparte de esta cerámica, en el monasterio también se conservan piezas de importación de centros de origen chino y producciones de Manises, Ribesalbes o la cartuja de Sevilla, así como inglesas e italianas.

Bajo este epígrafe se incluyen todos aquellos objetos de la colección de las clarisas de Pedralbes que contribuyen a definir la comunidad desde la perspectiva de la cultura material y describen su vida más desde un punto de vista cotidiano y tangible que espiritual y litúrgico. Así, esta colección está formada principalmente por objetos de uso doméstico que definen el día a día de las religiosas desde la óptica de sus actividades manuales.

En relación con el trabajo agrícola, se incluyen las herramientas de campo con las que las monjas trabajaban los huertos del monasterio y todos aquellos objetos relacionados con las labores de recolección y elaboración de los productos que cultivaban, como botas para el vino, depósitos de aceite, aportaderas, cestos, balanzas, recogedores, escobas y garrafas.

La colección incluye todos aquellos objetos de las clarisas de Pedralbes que contribuyen a definir la comunidad desde el punto de vista de la cultura material y describen su vida cotidiana.

En relación con el trabajo agrícola, se incluyen las herramientas de campo con las que las monjas trabajaban los huertos del monasterio y todos aquellos objetos relacionados con las labores de recolección y elaboración de los productos que cultivaban, como botas para el vino, depósitos de aceite, aportaderas, cestos, balanzas, recogedores, escobas y garrafas.

Otra actividad de la comunidad era la labor. Las religiosas realizaban bordados para ornamentos litúrgicos, ya fueran casullas, paños o puntas. Por este motivo, la colección conserva un número destacado de puntas de cojín, bolillos y cojines, pequeños telares individuales, cestos y rodillos para estampar y bordar. Dentro de esta colección destacan el conjunto de corporales y palias llamados de la reina Elisenda, a pesar de que estudios recientes los fechan en el siglo xvi. Elaborados con tela de lino, con bordes calados hechos con bolillos de hilos de seda y oro, perlas y granates, constituyen una delicada joya.

Se incluyen también como objetos etnológicos distintos utensilios de cocina, como los cortadores de verduras o las máquinas de trinchar carne, la tostadora de café y los moldes de madera para hacer barquillos, así como objetos de vidrio que han marcado y definido una época determinada.

Entre la extensa colección de manuscritos de época bajomedieval y moderna presentes en el archivo de la comunidad, destacan los 35 libros de coro conservados en el monasterio. Sobresale un conjunto de 10 volúmenes encargados en el siglo xvi por las abadesas María de Aragón y Teresa de Cardona, impulsoras del movimiento de la observancia dentro del monasterio. Los cantorales contienen las partes musicales de la misa y los oficios diarios, de acuerdo con la ordenación propia del año litúrgico. La primera serie, que se vincula a María de Aragón por la presencia de su escudo, consta de cuatro volúmenes, tres de ellos ilustrados por Smeraldo Dotavanti, que contienen los cantos para los oficios desde la primera domínica de Adviento hasta la Missa in honore sancte Trinitatis. La segunda serie, de seis volúmenes, se vincula a Teresa de Cardona por la presencia de sus armas. Esta serie contiene los cantos para los oficios dedicados a conmemorar las festividades de los santos a lo largo del año litúrgico. Estos libros de coro fueron caligrafiados en el monasterio de Montserrat por Pere de Perpinyà e ilustrados por el miniaturista Joan Gonçal.

Entre la extensa colección de manuscritos de época bajomedieval y moderna presentes en el archivo de la comunidad, destacan los 35 libros de coro conservados en el monasterio, caligrafiados e ilustrados.