Для лекарственных целей заготавливают в основном корневища с корнями (иногда — траву). Осенью их выкапывают, очищают и быстро сушат при температуре до 40 градусов.
В корнях и корневищах шлемника найдены многочисленные флавоноиды: байкалин, байкалеин, ороксилин А, вогонин, скутеларин и другие; дубильные вещества, стероиды, кумарины, смолы и эфирные масла. С возрастом содержание действующих веществ у растения повышается.