Situada en el barrio de la Bastilla, la biblioteca del Arsenal es la antigua residencia de los grandes maestres de artillería. A partir de 1756, el marqués de Paulmy constituye allí una enorme colección enciclopédica, transformada en biblioteca pública en 1797. En 2012, recibe el sello «Casa de los ilustres». La biblioteca permite la consulta de más de un millón de documentos: libros, revistas, manuscritos, estampas, mapas y planos, música, etc. Sus salas de lectura son una parte de la Biblioteca de Investigación de la BnF. Puede accederse a ellas con un justificante de investigación. 

Así mismo, la biblioteca del Arsenal organiza multitud de conferencias, exposiciones o conciertos relacionados con sus fondos.