Didrichsens konstmuseums samlingar är inte permanent utställda inne i museet. Fokus i museets verksamhet ligger på specialutställningar med teman som tangerar museets samlingar eller historia. I samband med utställningarna presenteras varierande urval verk ur samlingarna. Däremot är ca 15 skulpturer permanent utställda utomhus i skulpturparken.

 

Museets samling av ca 1 000 konstverk är resultatet av en aktiv samlarverksamhet under tiotals år. De flesta av samlingens verk har införskaffats av museets grundare Gunnar och Marie-Louise Didrichsen för sin privata konstsamling. Paret samlade konst under fem årtionden, med början på 1940-talet. Deras konstpreferenser och fördomsfrihet i anskaffningarna avspeglas även i dag i utställningsprogrammet. De verk som under de senaste årtiondena har införskaffats, har skett främst från utställningar arrangerade i museet.

​

Tyngdpunkten i anskaffningarna var under de första åren i inhemsk bildkonst från medlet av 1800- och 1900-talet. Från och med 1960-talet blev paret Didrichsen allt mer intresserade av inhemsk och internationell modernism. I tillägg till bildkonst består samlingarna av föremål från forntida högkulturer. Museet besitter även den enda prekolumbianska samlingen i Finland, som inkluderar unika artefakter från bl.a. Mexiko, Centralamerika och Anderna.

​