Istorijska zbirka je jedna od najstarijih zbirki Muzeja Ponišavlja i njeno formiranje je započelo već prvih godina rada Muzeja. Prvu istorijsku zbirku je oformio tadašnji direktor Duško Ćirić, a prvog istoričara Muzej Ponišavlja je dobio tek 70-ih godina XX veka.
     Istorijsku zbirku čine sledeće zbirke: naoružanja, vojne opreme i uniformi, odlikovanja, karata, plakata, spomenika i spomen obeležja, rukopisa, arhivalija i legat Nikole Antića.Zbirka naoružanja broji preko 150 predmeta, koji datiraju sa kraja XVIII veka pa do kraja Drugog svetskog rata.

     Posebno su interesantni komadi koji su s kraja XVIII veka, takozvane kremenjače i kubure. Jedan od najstarijih eksponata iz ove zbirke jeste puška kremenjača ili karanfilka, koja je pripadala pirotskom kujundžiji Ćel Petru, koji je učestvovao u Prvom srpskom ustanku 1804-1813. Puška je ukrašena sa sedam srebrnih okova, odnosno prstenova, a preko čitave dužine puške iskucani su florilni motivi.
      Kao najznačajniji predmet, zbirka vojne opreme i uniformi izdvaja oficirski pojas iz 1886, koji je bio sastavni deo uniforme za vreme Kralja Milana IV Obrenovića.
     Zbirka odlikovanja sadrži sve vrste odlikovanja: ordenje, medalje i spomenice, kao i značke i plakete, koje su takođe uvrštene u ovu zbirku. Odlikovanja potiču iz vremena Srpsko – turskih ratova 1876-1878, Srpsko – balkanskog rata, Balkanskih ratova i Prvog svetskog rata, kao i iz doba Drugog svetskog rata. Najstarije odlikovanje je spomenica rata 1876-1878, a najmlađe Orden za hrabrost iz 1943. Postoji i nekoliko inostranih odlikovanja: bugarskih, ruskih i austro-ugarsko.
     Zbirka karata sadrži većinom vojne, topografske karte iz doba Balkanskih ratova 1912 – 1913, koje prikazuju teritorije sporne oblasti Makedonije, južne Srbije (Kosovo i Sandžak) i zapadne Bugarske.
     Zbirka plakata obuhvata objave, oglase i obaveštenja raznovrsnog sadržaja.
     Zbirka spomenika i spomen obeležja sadrži detaljne opise spomenika sa njihovim fotografijama, sa teritorije grada Pirota i sela Pirotske opštine, a spomenici su posvećeni palim borcima NOR-a.
     Zbirka rukopisa čuva rukopise različite sadržine, počev od privatne prepske pa do dnevnika vođenih u ratnim okršajima.
     Zbirka arhivalija je najobimnija, a navodimo najzastupljenije: ratne dopisnice sa fronta iz Prvog svetskog rata, esnafska pisma – majstorska i kalfenska, diplome o dodeli odlikovanja...
     Legati sadrže raznovrsne predmete kako iz privatnog života, tako i iz stvaralačkog perioda legatora.
Legat Nikole Antića, pukovnika u penziji i učesnika Drugog svetskog rata, sadrži 95 predmeta, od kojih izdvajamo odlikovanja koje je Nikola Antić dobio za vreme rata kao i posle rata, za svoje zasluge.                                 Jedan od najzanimljivijih predmeta iz istorijske zbirke svakako je vojnički hleb – tain, Alekse Zdravkovića, slavnog pirotskog ratnika. Aleksa Zdravković je sačuvao hleb koji je dobio pred polazak u Balkanske ratove i, zahvaljujući tom tainu, koji je stalno nosio uz sebe kao amajliju, uspeo je da živ i zdrav dočeka slobodu 1918. Naime, po narodnom verovanju, ukoliko vojnik sačuva prvi hleb – tain, preživeće ratne strahote.