Zu den Filmmaterialien zählen Filme aus den personenbezogenen Sammlungen und Nachlässen des Filmmuseums, u. a. von Werner Bergmann, Richard Groschopp und Horst Klein. Nach dem Provenienzprinzip bleiben die Filme weiterhin Bestandteil der Einzelsammlungen und werden durch das Filmarchiv betreut. Weitere Filme sind Dauerleihgaben einzelner Filmemacher wie Günter Jordan oder Karlheinz Mund. Daneben gibt es zahlreiche Einzeltitel sowie kleinere Konvolute, die dem Museum als Dauerleihgabe oder im Rahmen einer Schenkung überantwortet worden sind: z.B. viragierte Werbefilme der Firma Bolle (1923/24), Amateurfilme aus dem Filmklub Haus des Lehrers Potsdam (1963 - 1989) oder eine Sammlung von Lokalwerbefilmen und Stadtaufnahmen aus Sondershausen (1929 - 1932). Die Filme können entsprechend dem Erhaltszustand vor Ort gesichtet werden. Ein Teil der Filmmaterialien wird auf digitalen Bildträgern gesichert.

Daneben befinden sich in der Sammlung über 2.000 Filme und Filmbeiträge (Video, DVD) zur Filmgeschichte (Schwerpunkt DDR), die zu wissenschaftlichen Zwecken in den Räumen des Archivs gesichtet werden können.