L'Archivio Storico dispone di una ricca biblioteca specialistica a disposizione del personale interno e dei consultatori, senza servizio di prestito, che offre possibilità di approfondimento sulla storia regionale e cittadina dell'arco alpino, in particolare di ambito tedesco meridionale, austriaco ed italiano settentrionale nonché su temi inerenti il settore archivistico, le edizioni di fonti e le dottrine ausiliarie agli studi storici quali paleografia, sfragistica, diplomatica, numismatica, araldica.
Il corpus librario attualmente consiste di più di 15.000 volumi, di numerose riviste e si arricchisce di donazioni, acquisizioni e scambi con archivi, biblioteche ed enti culturali locali ed esteri.

Tra le donazioni ricordiamo i seguenti fondi librari: Paul Mayr di Bolzano (1926-1989, 515 libri donati nel 2008), Franco Ciusa di Milano (1930-2009, 1.100 libri donati nel 2011), Josef Rampold di Bolzano (1925-2007, 510 libri donati nel 2012), Stefan Morawetz di Bolzano (33 libri donati nel 2013), Paula Lettl-Lerchner di Bolzano (1916-2012, 52 libri donati nel 2014), Franz Thaler di Sarentino (1925-2015, 189 libri donati nel 2016), Federico Steinhaus di Merano (60 libri donati nel 2018).

L'Archivio Storico possiede anche una serie giuridica, contenente fra l'altro le raccolte di leggi austriache del XIX secolo e le raccolte di leggi del Regno d'Italia e della Repubblica Italiana dal 1861 al 1965.

I fondi librari dell'Archivio Storico sono inseriti nel Catalogo delle Biblioteche Comunali di Bolzano.