Colecţia de peşti constituită începând cu anul 1952 şi îmbogăţită permanent, conservă 1645 piese naturalizate sau preparate în lichid conservant, provenind din ape dulci, salmastre şi sărate respectiv: Dunăre, Marea Neagră, Oceanul Pacific, Oceanul Indian şi Oceanul Atlantic.
Marea diversitate a speciilor dulcicole şi marine din colecţie, ca şi speciile de interes ştiinţific, conferă colecţiei un loc aparte în patrimoniul secţiei.
Dintre speciile dulcicole prezente în colecţie cu statut de conservare conform criteriilor elaborate de U.I.C.N. menţionăm: porcuşorul de nisip (Gobio kessleri – secie vulnerabilă), nisipariţa(Sabanejewia romanica – specie vulnerabilă), cicarul(Eudontomyzon danfordi – specie periclitată).
Speciile marine şi oceanice conservate reprezintă o latură spectaculoasă a colecţiei prin prezenţa: căluţului de mare (Hyppocampus guttulatus microstephanus), scorpia de mare (Scorpena porcus), peştele geamantan (Ostracion sp.), anghila (Anguilla anguilla), remora (Remora remora), rechinul (Squalus acanthias) precum şi peştele pescar (Lophius piscatorius).
Colecţia a fost valorificată expoziţional prin diverse proiecte tematice: Peştii apelor dulci, Viaţa acvatică în Oltenia, Arii protejate din judeţul Dolj, Călătorie în adâncurile mărilor şi oceanelor, având drept scop educaţia ecologică a publicului vizitator în vederea conservării şi protecţiei mediului dulcicol şi marin.