Iako je najstariji preparat Zbirke ptica iz 1867. godine, prvo intenzivno prikupljanje bilo je za vrijeme djelovanja Balda Kosića (1829.-1918.), koji je preparirao gotovo kompletnu zbirku ptica dubrovačkog kraja. Tijekom godina, uslijed čestog seljenja muzeja i zbirki, dio Kosićeve zbirke je propao. Dolaskom preparatora Andrije Lesingera 1960. godine započeo je dugotrajan i vrlo osjetljiv postupak spašavanja ostatka Kosićeve zbirke ptica. Lesinger je također započeo i s prikupljanjem nove znanstvene i izložbene zbirke izrađene u obliku diorama. Potres 1979. godine znatno je oštetio zgradu Muzeja, te se muzej zatvara. Nedugo potom, odlaskom preparatora u mirovinu, muzej ostaje i bez stručnog osoblja.
Do danas je sačuvan ukupno 1051 muzejski predmet Zbirke ptica. Ptice hrvatske faune zastupljene su u zbirci sa 246 vrsta. Raspoređene su u 18 redova, od kojih je najzastupljeniji red vrapčarki sa 106 vrsta i 528 primjeraka. Većim brojem primjeraka zastupljeni su i redovi šljukarica i sokolovki (grabljivica). Među vrstama zastupljenim u zbirci muzeja, njih 79 se nalazi na Crvenom popisu, a 48 u Crvenoj knjizi ugroženih ptica Hrvatske. Među u Hrvatskoj danas izumrlim vrstama nalaze se crkavica, Neophron percnopterus, koja se u Hrvatskoj gnijezdila do početka 1980-ih godina, droplja, Otis tarda, koja je na prijelazu iz 19. u 20. stoljeće bila redovita zimovalica u hrvatskom priobalju i plosnatokljuna njorka, Alca torda, koja je zadnji put zabilježena 1909. godine. Među vrstama koje su osobito značajne za dubrovačko područje treba istaknuti kritično ugroženog kratkoprstog kopca, Accipiter brevipes, koji se u Hrvatskoj gnijezdi jedino na području Konavala, kao i bijele čiope, Tacymarpus melba, koje su u Hrvatskoj najbrojnije upravo u Dubrovniku.
Zbirka je u cjelini obrađena, a dokumentacija zbirke vodi se u računalnoj bazi podataka od 2013. godine.
