Fondata nella seconda metà del XVIII secolo dal Granduca Pietro Leopoldo la Biblioteca ha occupato fino al dicembre 1998 i locali del fabbricato vasariano che originariamente costituivano il ridotto del teatro mediceo. Il 16 dicembre 1998 è stata inaugurata la nuova sede, presso i locali restaurati della ex-Biblioteca Magliabechiana (via dei Castellani). La Biblioteca, che conserva numerosi manoscritti delle collezioni dei musei fiorentini, si è specializzata nel settore storico artistico per rispondere alle esigenze di studio e documentazione sui musei di competenza. Il numero complessivo di titoli è di 74.000. Tra questi: 470 manoscritti, 5 incunaboli, 192 cinquecentine, 1445 libri stampati tra il 1601 e il 1800, 1136 periodici (di cui circa 140 in continuazione)