En stor del av boksamlingen har museet fått inn via gaver og bytte. Stavanger Museum har helt siden 1891 hatt avtaler med vitenskapelige institusjoner om utveksling av periodika, årbøker og monografiserier. I dag sender museet ut Stavanger Museums Årbok til ca 450 bytteforbindelser i inn- og utland.

Biblioteket ble lenge administrert av konservatorene på hver enkelt avdeling. Bibliotekar ble først ansatt i 1966. Da ble det meste av biblioteket samlet i ett lokale, og klassifikasjon og katalogisering av boksamlingen ble påbegynt. Som klassifikasjonssystem ble valgt UDK (Universal Decimal Classification). I 1989 gikk biblioteket over fra kortkatalog til EDB-systemet Mikromarc. I 2004 ble biblioteket medlem av BIBSYS-samarbeidet, og databasen ble konvertert over til dette systemet.

For en mer utfyllende historikk om biblioteket, henvises til artikkel av Thurid Wishman ”Stavanger Museums bibliotek 1877-1977” i Stavanger Museums årbok 1976, s. 129-140 og til artikkel av Karin R. Hausberg: ”Stavanger Museums bibliotek (fra 1978 til 2002)” i Stavanger Museums årbok 2002, s. 75-79.