在古代世界的大型圖書館，如佩加姆圖書館和亞歷山大圖書館被摧毀多年之後，君士坦丁堡帝國圖書館保存了近1000年珍貴的古希臘和拉丁語文獻。這座圖書館位於拜占庭帝國的首都，大約在公元357年至353年由康斯坦提烏斯二世建造，因為他意識到早期寫在紙莎草紙上的文字已經退化。在圖書館的寫字間裡，他委託抄寫員們完成一項艱鉅的任務:把紙莎草捲上的書抄寫下來，再抄寫到羊皮紙或皮紙等更穩定的材料上。負責抄寫的人被認為是提摩西提斯，直接在君士坦丁二世的監督下管理圖書館。
瓦倫斯皇帝，大約在公元372年，繼續他的前任君士坦丁二世的努力，聘請了四名希臘和三名拉丁書法家。由此，我們今天所擁有的大多數希臘經典著作都是通過源自君士坦丁堡帝國圖書館的拜占庭副本而為人所知的。然而，某些大部頭比其他大部頭更受青睞。那些從事抄寫工作的人，把紙莎草紙上的文字抄寫到羊皮紙上，花了大量的時間和精力來保存他們認為最有價值的東西。較老的作品，如荷馬和希臘史，比後來的拉丁語作品更受重視。同樣，更著名的名字，如索福克勒斯和他同時代的哲學家們，也被排在不那麼知名的名字之前。
一些歷史學家認為，帝國圖書館可能藏有多達10萬冊手稿，其中一些可能來自亞歷山大圖書館;遭逢大火後倖存下來的。然而，關於亞歷山大圖書館被毀的記載是相互矛盾的，關於君士坦丁堡帝國圖書館內容的知識也很匱乏。據說亞歷山大在很長一段時間內擁有許多卷書。然而，歷史變得複雜，因為它是說，收集移動到不同的地方，在不同的時間;這些收藏品要麼被贈與，要麼被銷燬。最後，當亞歷山大圖書館被毀時，尚不清楚藏品中還剩下什麼。如果君士坦丁堡帝國圖書館真的擁有這10萬卷書，那將是中世紀早期西方世界最大的書面知識彙編。
就像亞歷山大圖書館一樣，君士坦丁堡帝國圖書館被毀的歷史也是模糊不清的。據說，如果不是全部的話，裡面的大部分藏書都是在公元475年的一場大火中燒燬的。然而，其他消息來源報告說，圖書館的管理員，康斯坦提烏斯二世和忒彌斯提奧斯，不知疲倦地工作，以保存和複製那些可能在大火中丟失的作品。有報道稱，隨後發生的火災對圖書館千年來的館藏造成了更大的破壞。同樣，也有人認為，藏在圖書館內的部分藏品後來在8世紀被查理曼大帝獲得。雖然在查理大帝的宮廷裡也曾使用過類似的卷宗來創造8世紀和9世紀的文藝復興，但目前尚不清楚這些卷宗是存放在君士坦丁堡帝國圖書館裡，還是僅僅是在查理大帝的亞琛圖書館裡複製的。
除了火災的破壞，建築本身，以及收藏品，都受到了襲擊和戰爭的破壞，包括公元1204年的第四次十字軍東征。在法蘭克人和威尼斯人洗劫這座城市的過程中，帝國圖書館被燒燬了，可能毀壞了大量的藏書。歷史學家指出，大火摧毀君士坦丁堡後，沒有跡象表明當時還有一個正式的皇家圖書館存在，也沒有消息來源提到丟失的手稿。目前還不清楚火災中損失了什麼，也不清楚後來還有什麼被毀。據說1204年的麻袋是歷史上最賺錢、最可恥的麻袋之一。據信，十字軍可能偷了一些稀有的拜占庭手稿，然後賣掉了。
雖然還不清楚這些年來倖存下來的和毀壞的是什麼，但這座圖書館確實在1453年在奧斯曼帝國的手中滅亡了，當時君士坦丁堡被佔領，這座圖書館連同裡面剩下的所有藏書都被毀了。雖然有許多關於奧斯曼帝國佔領這座城市時留存下來的文獻的報道，但沒有確鑿的證據表明，這座圖書館在這個時候曾經輝煌過。此外，圖書館的任何部分都沒有在我們的時代被恢復。在19世紀，卡萊爾教授，一個醫生和“東方主義者”，被允許訪問後奧斯曼帝國佔領圖書館的內容。然而，他的結論是，沒有任何文獻擁有足夠的證據可以追溯到君士坦丁堡帝國圖書館。
然而，阿基米德重寫本在奧斯曼帝國征服後的文獻中是一個異類。該書於1840年問世，1915年被翻譯成中文，並莫名其妙地在一本私人收藏中找到，並於1998年售出。重寫本最初是由錫拉丘茲的阿基米德和其他作者在10世紀寫成的拜占庭希臘抄本。這是唯一已知的副本“胃”和“力學定理的方法”，以及“在希臘浮體”。這段文字可能是唯一的證據，證明帝國圖書館的藏書室，在某種程度上，確實存在於奧斯曼帝國，並延續到我們這個時代。
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