De oude bibliotheek van het Museum Plantin-Moretus omvat ruim 30.000 oude banden. Het merendeel ervan staat in de prachtige, grote bibliotheek, die onderdeel uitmaakt van de museumroute. Het museum beschikt ook over ruim 600 manuscripten uit de periode van de 9de tot de 16de eeuw. Tot de collectie behoort ook één van de mooiste, gedrukte boeken van voor 1501 (de 'incunabelen' of 'wiegendrukken'), namelijk de 36-regelige zogenaamde Gutenbergbijbel, de tweede oudste gedrukte bijbel. Het museum Plantin-Moretus bezit een exemplaar van praktisch 90% van de volledige boekenproductie van de Plantijnse drukkerij. Uiteraard maakt ook Plantijns meesterwerk, de 'Biblia regia' of 'Biblia Polyglotta' (1567-1572) in vijf talen en acht delen hier deel van uit. Tot de omvangrijke atlassencollectie van het museum hoort Abraham Ortelius' beroemde atlas 'Theatrum Orbis Terrarum'. Antwerpse oude drukken zijn eveneens zeer sterk vertegenwoordigd. Tot de oude bibliotheek behoren ten slotte eveneens de schenking Max Horn, een collectie van ca. 1500 oude drukken met Franse literatuur, en het Ensemble Emile Verhaeren met tal van boeken en handschriften van deze dichter. Daarnaast is er ook een moderne bibliotheek als hèt documentatiecentrum over de familie Plantin-Moretus en haar bedrijf, de drukkunst en het humanisme. Het museum bezit eveneens verschillende archieven: het oude Plantin-Moretusarchief, door de UNESCO uitgeroepen tot werelderfgoed, het archief Charles Moretus-Plantin en het archief van aanverwante families van de Moretussen. Een tweede deelbibliotheek binnen het museum betreft de bibliotheek van het Prentenkabinet, omgedoopt tot de bibliotheek met betrekking tot de grafische kunsten (zie hiervoor de afzonderlijke collectiebeschrijving). Een deel van de catalogi van de bibliotheek is voorhanden via Anet. Het gehele boekenbestand is toegankelijk via een steekkaartencatalogus in de leeszalen..
