La Bibliothèque d’étude et du patrimoine, située rue de Périgord, dispose d’un fonds remarquable de livres anciens, rares ou précieux, de partitions, de livrets et de manuscrits.

• Des imprimés du XV^e siècle à 1815 : récits de voyage, livres de médecine ou de pharmacie, ouvrages illustrés de faune et de flore, livres ayant appartenus à Jean Racine, Fonds Molière, ouvrages sur l’histoire de Toulouse… 
• Des livres du XIX^e siècle dont de grands formats, souvent illustrés avec les techniques évoluant avec les décennies : gravures sur bois, lithographies puis photographies (Don Quichotte illustré par Gustave Doré, les Contes de Perrault par Eugène Delacroix…). 
• Des manuscrits anciens et imprimés rares, dont environ 500 datent du Moyen Âge. 
• L’une des plus importantes collections contemporaines françaises de livres d’artistes des XX^e et XXI^e siècles. 
• Un riche panorama d’albums, contes, romans et documentaires de la littérature jeunesse du XIX^e siècle à nos jours, dont une édition remarquable de 1856 d’Alice au pays des merveilles par John Tenniel ou La belle au bois dormant par Arthur Rackham et Edmond Dulac. 
• Des partitions anciennes : musique lyrique et répertoire scénique (la quasi-totalité des œuvres de Lully, des Recueils Ballard du XVII^e siècle…), musique religieuse (manuscrit d’une messe polyphonique du XIV^e siècle dite Messe de Toulouse), musique instrumentale et collection régionale.