В течение всего III века до н. э. глава библиотеки по традиции был одновременно и воспитателем наследника престола[1]. После римского завоевания Египта библиотека сохранила своё высокое значение для новой администрации; по крайней мере, до начала III века н. э., её сотрудники имели привилегии птолемеевской эпохи. Александрия поддерживала статус интеллектуального и образовательного центра ещё в V веке.
Собственно, библиотечных собраний было два: главное, располагавшееся в царском дворце в квартале Брухейон (оно пострадало во время войны Юлия Цезаря в 48 г. до н. э.), и вспомогательное, в храме Сераписа (Серапеум), там хранились общедоступные фонды и учебная литература.
Основной фонд библиотеки прекратил существование в ходе боевых действий 273 года — император Аврелиан полностью уничтожил Брухейон. С XVIII века распространилась версия, что часть библиотеки, хранившаяся в Серапеуме, была уничтожена во время столкновений 391 года между христианами и язычниками, но она не подтверждается однозначно античными источниками. По легенде, уничтожение библиотечных фондов завершилось в ходе арабского завоевания в первой половине VII века .
Практически все сведения о содержимом и устройстве Александрийской библиотеки содержатся в разрозненных античных источниках, которые сильно противоречат друг другу. Не известен ни один текст, вышедший непосредственно из библиотеки; археологи с большим трудом идентифицируют её местоположение.