Bibliotekssalen har navn efter Universitetsbiblioteket, der blev indviet i 1657 og lå i salen i 200 år, indtil det i 1861 flyttede til nye lokaler på grund af pladsmangel. En af hovedattraktionerne var et såkaldt boghjul, og et sæt love kom med nøje anvisninger på, hvordan man skulle opføre sig.

Da H.C. Andersen som ung mand ankom til København, gik han som noget af det første i Rundetaarn og fik lov til at bruge bøgerne på Universitetsbiblioteket – blot han satte dem ordentligt på plads efter brug. Senere vendte han gentagne gange tilbage til tårnet i sine skriverier.

Oldtiden var en uigennemskuelig pærevælling, indtil den i 1820’erne blev delt i stenalderen, bronzealderen og jernalderen. Det skete i Bibliotekssalen med indgang fra Rundetaarn, og tredelingen af oldtiden var af så høj karat, at den stadig anvendes internationalt.

Christian IV var levende optaget af byggeriet af Rundetaarn. 177 år efter sin død kom han tilbage til tårnet i skikkelse af en dreng i syvårsalderen på et vævet tapet. Tapetet indgik i den samling af oldsager og andet godt, der senere blev til Nationalmuseet, men begyndte i Bibliotekssalen.

Enorme lærreder udspændt på gulvet blev forvandlet til slotte og eventyrhaver, da Bibliotekssalen var malersal for den berømte teatermaler Carl Lund. Men en enkelt af hans ansatte var også interesseret i mindre billeder og tog allerede omkring 1910-12 en tidlig selfie i farver.