数据收集是数据处理的一个重要准备步骤。个案研究中的数据既可以通过量的方法收集，也可以通过质的方法收集，或者是通过质和量两种方法的结合进行收集。所有的个案研究都包括广泛的数据收集，通过不同的途径用不同的方法收集不同类型的数据，这样有助于开阔视野并对研究现象进行更全面的了解。其中，直接观察法、文件回顾和访谈法三种方法被认为是个案研究最全面、最可靠的方法[20]。
（1）观察法。个案研究中应用比较广泛的两种观察法为参与式观察和直接观察。参与式观察指的是在观察中，研究者与被观察者发生互动。参与式观察有几个显著的优点，即参与观察者能从个案研究内部人物的角度来洞察事实，能够更便捷地接触事件、人物和文件。如在邦尼（Bonnie）和维基（Vicky）的研究中，研究者加入家庭参与到支持小组会议中，目的就是为了理解家庭成员如何与其他人互动以及家庭需要什么样的支持[21]。
直接观察法可能会像随意的数据收集活动一样简单，也可能会需要制订正式的方案去测量和记录行为。直接观察法对系统的评估十分重要。如艾米（）在研究中，应用直接观察法来收集关于环境支持、教学测量和教室内外活动的数据，并且制订观察方案[22]。“武汉市江岸区辅读学校课外活动实施的个案研究：以轮滑活动为例”则采用非参与式的、自然观察的手段，在不干预教学的自然的课外活动情境中观察“轮滑活动”的开展。
（2）文件回顾。文件回顾中的文件可以是信件、备忘录、记事本、文档管理、新闻文章以及任何与调查相关的文件。例如，凯尔（Keil）在研究中翻阅的几种文件，包括设计小组备忘录、成本与效益比的分析、有关阻碍系统使用的内部报告等都属于文件回顾的范畴。文件回顾可以弥补其他方法的不足。如有时人们前后言行不一致，文件回顾就可以用交叉验证访谈和观察等其他方法收集信息。另外，文件对研究者访谈中的询问具有指导性[23]。
（3）访谈法。访谈法在个案研究中非常盛行，可以和其他数据收集方法一起使用。就如1994年卡普兰（Kaplan）和麦克斯韦（Maxwell）所强调的，访谈的首要目标是引导被访谈者用自己的话来陈述观点和讲述经历，而不是简单地让访谈者在预先设定好的反应范畴中做出选择。
访谈法包括结构式访谈与半结构式访谈。结构式访谈围绕谈话提纲进行，如在艾米（）的研究中，谈话提纲包括学生背景信息、读写初级阶段的发展、促进这一阶段发展的策略和活动以及谈话伙伴在这一阶段发展中应发挥的作用等[24]。与结构式访谈相比，半结构式访谈能够在保证收集同样范围数据的同时，拥有足够的灵活性，并且可以以不同的方式接近不同的访谈对象。例如在上述的“武汉市江岸区辅读学校课外活动实施的个案研究：以轮滑活动为例”案例中，针对教师的半结构式访谈就能够很好地获得教师关于“轮滑活动”开展的作用、特点、影响因素与场景以及实施效果等多方面较为集中、深入、整齐的信息，有利于后面对数据的分析与比较、归类。访谈录音用来精确地记录谈话，以避免损失数据，同时，可以用数字对每个磁带编码，标上被访谈者的名字以免混淆。
三、个案研究的数据分析
与其他质的研究方法类似，个案研究法中分析资料这一环节是最难进行程序化操作的部分。由于搜集资料的方法多样，所以分析研究资料时也要综合采用多种方法，定量与定性相结合，如统计分析、分类编码方式等。
（一）资料分析准备
数据分析前的准备包括检查资料的真伪、资料分类、列表统计、检验或者将定性与定量的资料结合起来等。
（二）资料分析的层次
