La Révolution française cause peu de tort aux collections préexistantes, le vandalisme ayant été très limité à la bibliothèque du Roi. La bibliothèque souffre un peu de la suppression du dépôt légal en 1790, en une époque où le nombre de livres, de brochures et de journaux augmente fortement ; mais dès 1794 cette obligation est rétablie. La Révolution est plutôt une période d'enrichissements par l'intégration de fonds de provenances diverses : des communautés religieuses et des universités et de l’étranger lors des conquêtes révolutionnaires.
A partir de 1874, Léopold Delisle lance la réalisation du Catalogue général des livres imprimés dont la partie Auteurs ne sera terminée qu'en 1981. Une politique d'acquisitions de manuscrits d'écrivains est stimulée par le célèbre legs de Victor Hugo en 1881.
Au XXème siècle, la Bibliothèque ne cesse de croître et doit construire de nouvelles antennes et bâtiments : trois annexes à Versailles (1934, 1954, 1971), de Sablé (1980) et Provins (1981) ainsi que l'ouvertures de plusieurs salles entre 1935 et 1958, construction et aménagement d’immeubles du quadrilatère Richelieu entre 1964 et 1985.