Документальный фонд Звенигородского музея включает в себя рукописные и печатные исторические источники на бумажных носителях, включающие в себя документы по истории церквей Звенигорода и уезда, личные документы жителей города, материалы по истории Великой Отечественной войны, колхозов, фабрик, больниц. Среди значимых автографов следует перечислить автографы космонавта Ю. Гагарина, композитора И. Дунаевского, кинорежиссера Г. Александрова, академика И. Грабаря, балетмейстера И. Моисеева, академика П. Капицы, художника М. Нестерова, артиста С. Образцова, актрисы Л. Орловой, писателя М. Пришвина, академика Б. Рыбакова, композитора Г. Свиридова, артиста Н. Черкасова, сестры А. Чехова М. Чеховой, певца Ф. Шаляпина