La collection comprend environ 3 300 incunables (du latin « incunabula » = langes, berceau). Outre les deux bibles de Gutenberg, elle comprend également des exemplaires de la célèbre « Chronique du monde » de Hartmann Schedel (1493) et de la « Cosmographia » (1482), un atlas imprimé d'après Ptolémée, considéré comme un jalon dans l'histoire de l'impression cartographique. L'un des plus beaux ouvrages du XVe siècle figure également dans la collection. L'« Hypnerotomachia Poliphili » (Le rêve de Poliphile) de Francesco Colonna, datant de 1492 et illustré de gravures sur bois dans le style de la Renaissance italienne, est considéré comme un chef-d'œuvre de l'imprimerie ancienne.

Les collections du XVIe au XVIIIe siècle retracent la diversité thématique et l'évolution historique du livre. Parmi les pièces maîtresses de la collection figurent notamment « La Nef des fous » (1506) de Sebastian Brandt, avec des gravures sur bois dont certaines ont probablement été réalisées par le jeune Albrecht Dürer, et le roman chevaleresque romantique « Theuerdank » (1517), avec lequel le jeune empereur Maximilien Ier s'est lui-même immortalisé. La collection comprend également d'importantes œuvres scientifiques, telles que l'« Astronomicum Caesareum », un ouvrage astronomique destiné à l'empereur Charles Quint, imprimé par Peter Apian à Ingolstadt en 1540.

La collection consacrée à l'histoire du livre du XIXe au XXIe siècle se situe à la croisée de la production industrielle de masse et des éditions artistiques sophistiquées, souvent publiées à petit tirage dans de petites imprimeries. Parmi les pièces exposées, on trouve notamment des œuvres d'artistes typographes exceptionnels de l'Art nouveau tels qu'Otto Eckmann et Rudolf Koch, ainsi que d'illustrateurs tels que Marcus Behmer et Thomas Theodor Hein. Des échantillons de polices et des livres d'échantillons des principales fonderies typographiques et des artistes typographes les plus importants permettent de se faire une idée précise des évolutions typographiques.

La collection du musée Gutenberg compte environ 2 500 imprimés datant de la fin du XIXe siècle au XXIe siècle. Ces livres, fabriqués avec soin à l'aide de techniques artisanales artistiques, se distinguent délibérément des « livres » produits en série qui ont vu le jour au début du XXe siècle grâce aux progrès techniques (dans le domaine de l'imprimerie). Les imprimés se caractérisent souvent par une conception artistique. Une attention particulière est accordée à chaque étape de la fabrication du livre, du choix de la police à la composition, en passant par l'impression et l'illustration, ce qui fait du livre une « œuvre d'art totale ».

La collection comprend également des livres pour enfants datant du XVIIIe au XXe siècle. Parmi les œuvres importantes, on trouve notamment le « Bilderbuch für Kinder » (Livre d'images pour enfants) de Friedrich Justin Bertuch, publié à partir de 1790, et « Struwwelpeter » (1844) de Heinrich Hoffmann. La collection comprend également des livres d'images d'illustrateurs célèbres des XIXe et XXe siècles tels que Kate Greenaway, Arthur Rackham, Ernst Kreidolf, Lieselotte Schwarz et Maurice Sendak.

Les livres miniatures sont des livres dont le bloc ne dépasse pas 10 x 10 cm. Grâce à la collection de Heinz Müller, acquise en 2012, le musée Gutenberg possède le plus grand fonds de livres miniatures d'Europe, avec environ 6 900 exemplaires. La collection comprend aussi bien des ouvrages littéraires que des dictionnaires, des livres de cuisine ou encore des calendriers, et offre un aperçu unique de l'univers des plus petits livres.

La réflexion sur le rôle du livre dans la modernité incite de nombreux artistes à concevoir des livres comme des objets qui souvent dénaturent ou nient la lecture. La collection de livres d'artistes du musée Gutenberg comprend notamment des œuvres de Karlheinz Zwick, Julia Farrer, Anton Würth et Barbara Beisinghoff.

La collection de littérature sur la correspondance comprend plus de 450 ouvrages, c'est-à-dire des guides sur la rédaction de correspondances écrites, parmi lesquels de précieux incunables datant d'avant 1500. Ce fonds de grande valeur offre un aperçu approfondi de l'histoire et de l'évolution de la correspondance écrite au cours des six derniers siècles jusqu'à nos jours.

Cette collection de livres exceptionnellement riche, qui comprend presque tous les titres conservés sur le genre dans l'espace germanophone, a été rassemblée par le Dr Erwin Kreim (Mayence) et donnée au musée Gutenberg en 2011. De par sa complexité, elle offre un aperçu de la communication publique et privée, rendue possible notamment grâce à l'invention de Johannes Gutenberg.

Aujourd'hui, le terme générique « Briefsteller » (écrivain de lettres) est largement inconnu, bien que les instructions imprimées pour la rédaction de lettres aient autrefois été très populaires. Anatol Paul Broyard (1920-1990), éditeur du New York Times, commentait déjà : « À une époque comme la nôtre, qui n'est pas encline à l'écriture de lettres, nous oublions facilement le rôle qu'elle a joué autrefois dans la vie des gens. »