Der Sammlungsbestand der mehr als 700 Musikinstrumente hat seinen inhaltlichen Schwerpunkt in Objekten, die sich durch ihre außergewöhnliche, handwerklich-künstlerische Gestaltung auszeichnen. Wenige Jahre nach Gründung des MGK begann der Aufbau der Instrumentensammlung.

Den Anstoß gab das Geschenk von 10.000 Mark: Hamburger Musikfreunde hatten es dem Dirigenten Hans von Bülow 1890 zu seinem 60. Geburtstag gemacht. Nach Beratung mit seinem Freund, dem Komponisten Johannes Brahms (1833-1897), ließ er das Geld dem Hamburger Händelforscher Friedrich Chrysander (1826-1901) zukommen. Dieser ersteigerte für das MKG einige kostbare barocke Instrumente des Hamburger Lauten- und Violenmachers Joachim Tielke (1641–1719). Mit aufwändigen Einlegearbeiten aus kostbaren Materialien wie Elfenbein, Ebenholz, Schildpatt und Perlmutt verziert, stellen die insgesamt elf Streich- und Zupfinstrumente einen Höhepunkt der Sammlung dar. Hinzu kommen Instrumente aus Hamburger Werkstätten des späten 17. und 18. Jahrhunderts.

Durch die Schenkung historischer Tasteninstrumente des Hamburger Sammlers Prof. Dr. Andreas Beurmann im Jahr 2000 wurde ein weiterer Schwerpunkt hinzugewonnen. Die Sammlung umfasst Cembali, Virginale, Spinette und Clavichorde des 16. bis 18. und 20. Jahrhunderts aus Italien, Frankreich, den Niederlanden, England und Deutschland sowie Fortepianos des 18. bis 20. Jahrhunderts. Die gesamte Entwicklung dieser Instrumentengattung ist in größtenteils noch spielbaren Objekten zu beobachten. 2011 gelangten mit der Sammlung Wolfgang Hanneforths 250 Streich- und Holzblasinstrumente des 19. und 20.

Jahrhunderts ins Haus, die sich durch besondere Bauformen oder technische Neuerungen auszeichnen. Hierzu zählen patentierte Instrumente wie die für frühe Tonaufnahmen entwickelten „Strohgeigen“, Taschengeigen, Pochettes, Miniaturgeigen, Querflöten und Flageoletts. Die Musikinstrumentensammlung wird durch Ankäufe und Schenkungen beständig erweitert.