Colecția de entomologie a fost inițiată în anul 1959 prin achiziționarea a 3000 de exemplare de micro și macrolepidoptere. În prezent acestă colecție cuprinde un număr de 80.371 piese, fiind cea mai bogată din patrimoniul instituției. Principala modalitate prin care s-a îmbogățit această colecție este preocuparea constantă a muzeografilor de a conserva și valorifica științific exemplarele colectate.
Sunt conservate piese care apațin la 12 ordine, majoritatea fiind cuprinse în următoarele categorii sistematice: Ordinul Coleoptera - 26.047 piese aparținând la 911 specii; Lepidoptera - 17.545 exemplare din 1.390 specii și Hymenoptera - 16.747 exemplare aparținând la 506 specii.
În cadrul patrimoniului Complexului Muzeal de Științele Naturii "Ion Borcea" din Bacău sunt conservate colecții de referință constituite de I. Nemeș, D. Paraschivescu.