在古代世界的大型图书馆，如佩加姆图书馆和亚历山大图书馆被摧毁多年之后，君士坦丁堡帝国图书馆保存了近1000年珍贵的古希腊和拉丁语文献。这座图书馆位于拜占庭帝国的首都，大约在公元357年至353年由康斯坦提乌斯二世建造，因为他意识到早期写在纸莎草纸上的文字已经退化。在图书馆的写字间里，他委托抄写员们完成一项艰巨的任务:把纸莎草卷上的书抄写下来，再抄写到羊皮纸或皮纸等更稳定的材料上。负责抄写的人被认为是提摩西提斯，直接在君士坦丁二世的监督下管理图书馆。
瓦伦斯皇帝，大约在公元372年，继续他的前任君士坦丁二世的努力，聘请了四名希腊和三名拉丁书法家。由此，我们今天所拥有的大多数希腊经典著作都是通过源自君士坦丁堡帝国图书馆的拜占庭副本而为人所知的。然而，某些大部头比其他大部头更受青睐。那些从事抄写工作的人，把纸莎草纸上的文字抄写到羊皮纸上，花了大量的时间和精力来保存他们认为最有价值的东西。较老的作品，如荷马和希腊史，比后来的拉丁语作品更受重视。同样，更著名的名字，如索福克勒斯和他同时代的哲学家们，也被排在不那么知名的名字之前。
一些历史学家认为，帝国图书馆可能藏有多达10万册手稿，其中一些可能来自亚历山大图书馆;遭逢大火后幸存下来的。然而，关于亚历山大图书馆被毁的记载是相互矛盾的，关于君士坦丁堡帝国图书馆内容的知识也很匮乏。据说亚历山大在很长一段时间内拥有许多卷书。然而，历史变得复杂，因为它是说，收集移动到不同的地方，在不同的时间;这些收藏品要么被赠与，要么被销毁。最后，当亚历山大图书馆被毁时，尚不清楚藏品中还剩下什么。如果君士坦丁堡帝国图书馆真的拥有这10万卷书，那将是中世纪早期西方世界最大的书面知识汇编。
就像亚历山大图书馆一样，君士坦丁堡帝国图书馆被毁的历史也是模糊不清的。据说，如果不是全部的话，里面的大部分藏书都是在公元475年的一场大火中烧毁的。然而，其他消息来源报告说，图书馆的管理员，康斯坦提乌斯二世和忒弥斯提奥斯，不知疲倦地工作，以保存和复制那些可能在大火中丢失的作品。有报道称，随后发生的火灾对图书馆千年来的馆藏造成了更大的破坏。同样，也有人认为，藏在图书馆内的部分藏品后来在8世纪被查理曼大帝获得。虽然在查理大帝的宫廷里也曾使用过类似的卷宗来创造8世纪和9世纪的文艺复兴，但目前尚不清楚这些卷宗是存放在君士坦丁堡帝国图书馆里，还是仅仅是在查理大帝的亚琛图书馆里复制的。
除了火灾的破坏，建筑本身，以及收藏品，都受到了袭击和战争的破坏，包括公元1204年的第四次十字军东征。在法兰克人和威尼斯人洗劫这座城市的过程中，帝国图书馆被烧毁了，可能毁坏了大量的藏书。历史学家指出，大火摧毁君士坦丁堡后，没有迹象表明当时还有一个正式的皇家图书馆存在，也没有消息来源提到丢失的手稿。目前还不清楚火灾中损失了什么，也不清楚后来还有什么被毁。据说1204年的麻袋是历史上最赚钱、最可耻的麻袋之一。据信，十字军可能偷了一些稀有的拜占庭手稿，然后卖掉了。
虽然还不清楚这些年来幸存下来的和毁坏的是什么，但这座图书馆确实在1453年在奥斯曼帝国的手中灭亡了，当时君士坦丁堡被占领，这座图书馆连同里面剩下的所有藏书都被毁了。虽然有许多关于奥斯曼帝国占领这座城市时留存下来的文献的报道，但没有确凿的证据表明，这座图书馆在这个时候曾经辉煌过。此外，图书馆的任何部分都没有在我们的时代被恢复。在19世纪，卡莱尔教授，一个医生和“东方主义者”，被允许访问后奥斯曼帝国占领图书馆的内容。然而，他的结论是，没有任何文献拥有足够的证据可以追溯到君士坦丁堡帝国图书馆。
然而，阿基米德重写本在奥斯曼帝国征服后的文献中是一个异类。该书于1840年问世，1915年被翻译成中文，并莫名其妙地在一本私人收藏中找到，并于1998年售出。重写本最初是由锡拉丘兹的阿基米德和其他作者在10世纪写成的拜占庭希腊抄本。这是唯一已知的副本“胃”和“力学定理的方法”，以及“在希腊浮体”。这段文字可能是唯一的证据，证明帝国图书馆的藏书室，在某种程度上，确实存在于奥斯曼帝国，并延续到我们这个时代。