Dział Muzyczny jest jednym z najmłodszych działów Muzeum Okręgowego im. Leona Wyczółkowskiego. Podstawę jego zbiorów stanowią zabytki fonograficzne pochodzące z Kolekcji Fonograficznej Ewy i Adama Mańczaków, które od 2005 roku, na drodze zakupu i darów pochodzących od bydgoskiego kolekcjonera, były systematycznie włączane do zbiorów Muzeum.

W zbiorze zgromadzonych eksponatów znajduje się ponad 80 urządzeń odtwarzających dźwięk, wśród których znaleźć można fonografy – pierwsze działające urządzenia potrafiące zapisać i odtworzyć dźwięk, kilkadziesiąt gramofonów akustycznych i elektrycznych różnego typu (gramofony szafkowe, stołowe, tubowe, walizkowe, czy chlebakowe), a także zbiór kilkunastu radioodbiorników. Poza kompletnymi gramofonami w zbiorach działu muzycznego znajdują się akcesoria fonograficzne i fragmenty gramofonów takie jak: igły gramofonowe, szczoteczki do czyszczenia płyt, fragmenty mechanizmów napędowych i innych akcesoriów. Istotnym elementem zbiorów są nośniki dźwięku, takie jak płyty gramofonowe i cylindry fonograficzne. Dział Muzyczny dysponuje zbiorem ponad 6000 płyt gramofonowych, wśród których dominują nagrania takich światowych firm fonograficznych jak: Gramophone, Victor, Columbia, Odeon, Telefunken, Parlophon, Beka, czy Favorite, oraz firm polskich: Syrena Record, Muza, Melodie, utrwalających głosy światowej sławy artystów takich jak Enrico Caruso, Marcelina Sembrich, Jan Kiepura, czy Nellie Melba, a także kompozycje instrumentalne w wykonaniu solistów i orkiestr o światowej sławie. Poza cylindrami i płytami gramofonowymi dział muzyczny posiada zbiory płyt patefonowych (firma PATHE) i węglowych (EDISON), wymagających odpowiednich odtwarzaczy.

Dopełnieniem zbiorów muzycznych są wydawnictwa muzyczne, szczególnie te, związane z przemysłem fonograficznym. Są to przede wszystkim czasopisma specjalistyczne (z początków przemysłu fonograficznego), reklamy firm płytowych i wytwórni gramofonów, wycinki z gazet, pocztówki dźwiękowe, katalogi nagrań (różne firmy), wydawnictwa nutowe i muzyczne, grafiki i fotografie o tematyce fonograficznej, a także pudełka na cylindry, albumy do płyt i kilkaset kopert na płyty gramofonowe. Poza opracowywaniem zbiorów o tematyce fonograficznej zamierzeniem działu jest gromadzenie wszelkich zabytków związanych z kulturą muzyczną, a więc także instrumentów muzycznych pochodzących z różnych epok.