Hevosurheilumuseon arkisto koostuu pääosin painoarkistosta, johon on koottu 1800-luvun lopulta asti hevosjalostuksen, hevosurheilun, eläinlääkinnän ja puolustusvoimien hevosia koskevia ohjesääntöjen kokoelmia.
Arkistosta löytyy alkuperäiskappaleina suomalaista, venäläistä, ruotsalaista, virolaista ja saksalaista hevoskirjallisuutta, joiden painovuodet keskittyvät 1900-luvun alkuvuosikymmeniin.
Oman laajan arkistonsa muodostaa myös Hevoshoidon tarkastaja Erkki Sihvolan kirjallisuus- ja asiakirja-arkisto vuosilta 1904–1947.
Olympiaratsastaja, Mannerheim ristin ritari, Eversti Hans Olof von Essenin arkistokokonaisuus on täydellinen läpileikkaus suomalaiseen ratsastusurheiluun vuosina 1928–1956.
Valokuva-arkisto käsittää tuhansia negatiiveja ja positiiveja vuosilta 1910–1935. Vedostettuja MV-kuvia arkistolla on hevosjalostuksesta vuosilta 1900–1955 ja ratsastusurheilusta vuosilta 1924–1960. Osa museon arkistosta on viety Museoviraston tukemana sähköiseen tietokantaan.