L'Archivio patriarcale dispone di una bilioteca interna che aderisce al Servizio Bibliotecario Nazionale tramite il polo veneziano coordinato dalla Biblioteca Nazionale Marciana.
Si compone di due sezioni bibliografiche distinte.
La sezione moderna, utilizzata a sussidio delle attività di ricerca con pubblicazioni prevalentemente inerenti la storia della Chiesa veneziana e le discipline archivistiche, raccoglie oltre 3000 volumi a stampa e circa 60 testate di periodici, 20 delle quali correnti, e viene costantemente incrementata attraverso acquisti e doni di volumi.
La sezione antica consta di oltre 6000 volumi e opuscoli dei secoli XVI-XX, con alcuni esemplari del secolo XV. È costituita da fondi manoscritti e a stampa raccolti nei secoli passati presso alcune parrocchie veneziane – fra le quali Santi XII Apostoli, San Raffaele, San Nicolò del Tolentini, Sant’Eufemia – e depositati con i loro archivi presso l’Archivio patriarcale. Ad essi si aggiungono manoscritti, opuscoli e volumi conservati entro alcune serie dei fondi archivistici di Curia. La sezione comprende opere attinenti il diritto canonico, le discipline teologiche, l’omiletica, la spiritualità, la storia veneta, nonché manoscritti e testi a stampa musicali.
L'Archivio coordina inoltre la consultazione della Biblioteca antica del Seminario patriarcale di Venezia.
Nella stessa sede è possibile inoltre consultare il patrimonio librario della.Biblioteca diocesana "Benedetto XVI"