Среди художественных собраний музея большой интерес представляет деревянная скульптура и иконостасная резьба XVII – XIX вв. Экспонаты поступали в музей из ликвидируемых церквей Сольвычегодска и Сольвычегодского уезда в 1920-1940-е гг.

В Сольвычегодске в XVII веке существовали мастерские скульптурной резьбы, талантливые резчики работали в селах по Северной Двине (бывший Сольвычегодский уезд). Собрание деревянной скульптуры разнообразно: фигуры святых, сцены из жития святых и Нового Завета; царские врата, когда-то входившие в ансамбли соборного убранства храмов Сольвычегодска, каменных и деревянных церквей уезда. Среди них по своей художественной значимости стоит отметить знаменитое «Чудо Георгия о змие» в киоте (первая половина XVII в.), несколько скульптурных изображений Николы Можайского (XVII – XIX вв.), скульптурные изображения Евангелистов с царских врат (XVIII в.).

Кроме деревянной полихромной в коллекции скульптуры имеется 8 произведений, поступивших в музей в 1921 году из Государственного музейного фонда: три мраморные фигуры (наибольший интерес из них представляет изображение сидящего Амура), бронзовая копия античной скульптуры «Сатир с Дионисом», четыре работы скульпторов начала XX в.