Seit dem Jahr 1990 ist nach und nach  in der geräumigen Glockenstube unter der Zwiebelhaube des Stiftskirchenturms eine sehenswerte Glockensammlung entstanden. Das Besondere ist, dass Besucher diese Glocken nicht nur sehen, sondern zu festgelegten Zeiten auch  hören können. Die Herrenberger Stiftskirche besitzt inzwischen das umfangreichste Kirchengeläut Deutschlands mit mehr als  30 Glocken aus über 1000 Jahren Glockengeschichte.

Die Glockensammlung umfasst neben den historischen Herrenberger Glocken (Armsünderglocke, Guldenglocke, Mittagsglocke, Kreuzglocke, Taufglocke) wertvolle Einzelstücke aus dem gesamten deutschsprachigen Raum, darunter acht Leihglocken  aus den ehemaligen deutschen Ostgebieten. Auch die älteste Glocke Deutschlands, die Haithabuglocke, ist in einer Kopie zu sehen.

Die ganze deutsche Glockengeschichte wird in Beispielen gezeigt.  Die Ascharaglocke ist die Kopie einer über 800 Jahre alten romanischen Bienenkorbglocke aus Thüringen. Besonders beachtenswert ist die alte Herrenberger Armsünderglocke, eine Zuckerhutglocke aus dem frühen 13. Jahrhundert. Auch Glocken aus allen folgenden Epochen sind zu sehen.

Aber auch einige hervorragende Exemplare neuerer Glockengießerkunst verdienen Aufmerksamkeit, so die klangvolle, von der Glockengießerei Bachert in Heilbronn 1999 gegossene Dominika. 

Zum Zimbelgeläut haben alle heute noch arbeitenden Glockengießereien des deutschsprachigen Raums mindestens eine Glocke beigesteuert.

Die Gloriosa b0  bildet den Grundton des nahezu 3 Oktaven umfassenden Geläuts. Das Läuten der Glocken geschieht nach der Läuteordnung der Kirchengemeinde. Die Zeichenglocke läutet ½ Stunde vor dem Gottesdienst

Regelmäßige Glockenkonzerte mit wechselndem Programm finden jeweils am 1. Samstag des Monats statt.