Il patrimonio fotografico, composto da circa 1.300.000 fotografie originali, databili dal 1840 ai giorni nostri, è rappresentativo di tutte le tecniche fotografiche sperimentate tra Otto e Novecento e dell’attività dei più importanti fotografi. Tra questi, Nadar, Adolphe Braun, Franz Hanfstaengl, Brogi e Alinari di Firenze, Anderson di Roma, Carlo Naya di Venezia, Alfred Noack, Giorgio Sommer, Eugène Sévaistre, Stefano Lecchi, i milanesi Alessandro Duroni, Pompeo Pozzi, Luigi Sacchi, Giulio Rossi, Icilio Calzolari, Guigoni & Bossi, lo Studio Ganzini, Leone Ricci, Varischi & Artico, Giuseppe Beltrami, Luca Comerio, Italo Pacchioni; Abdullah Frères, Bonfils, Antonio e Felice Beato, James Robertson, Fratelli Bisson, Edouard Denis Baldus, Henry Peach Robinson. Per il Novecento compaiono Emilio Sommariva, Antonio Paoletti, Mario Perotti, Mario Crimella, Dino Zani, Attilio Badodi, Elio Luxardo, Bruno Stefani, Giulio Galimberti, Leopoldo Metlicovitz, Claudio Emmer, Paolo Monti, Carla Cerati, Henri Cartier-Bresson, Gianni Berengo Gardin, Lamberto Vitali, Francesco Radino, Mario Cresci, Roberto Crippa, Ugo Zovetti, Luigi Bussolati, Giampietro Agostini, Tancredi Mangano, Francesco Giusti, Cesare Colombo, Aldo Ballo e Marirosa Toscani Ballo.

L'Istituto accoglie fondi fotografici che documentano la storia del patrimonio artistico, la storia urbanistica e sociale, la ritrattistica, il reportage (tra cui la preziosa serie di Stefano Lecchi sulla Repubblica Romana del 1849, i moti risorgimentali e del 1898), il paesaggio, le esplorazioni e i viaggi dall’Impero Ottomano, all’India, alla Cina e al Giappone. Tra i fondi di rilievo, oltre alla Raccolta Iconografica, sul patrimonio storico artistico milanese e lombardo, e alla Raccolta Beltrami, dedicata alla storia di Milano e del Castello Sforzesco, compaiono: la collezione di fotografie dell'Ottocento di Lamberto Vitali (1896-1992), primo studioso della fotografia italiana, insieme alla collezione di fotografie da lui riprese; il fondo Leopoldo Metlicovitz; il fondo Boschi Di Stefano; il fondo Lastre Antiche; il fondo Henri Cartier-Bresson. Le donazioni hanno arricchito enormemente il patrimonio: tra queste, quelle di Gianni Berengo Gardin, Cesare Colombo, Mario Cresci, Giampietro Agostini, Tancredi Mangano, Francesco Giusti, Francesco Radino, Ugo Zovetti, l'archivio di Aldo Ballo e Marirosa Toscani, l’Archivio Federico Arborio Mella. L'Istituto ha inoltre in deposito dal 2008 l'Archivio di Paolo Monti (tramite convenzione con Fondazione BEIC) e dal 2016 l'Archivio di Carla Cerati (tramite convenzione con gli eredi).