היו מספר סיבות להקמת ספריית אלכסנדריה, גודלה הייחודי ומרכזיותה בעולם ההלניסטי ובכך גם חשיבותה גם כיום. ניתן למנות שלוש סיבות עיקריות לכך:
כדי לעמוד במשימה המונומנטלית של בניית הספרייה, היה צורך להביא ולמשוך לעיר משכילים מרחבי העולם ההלניסטי. כאשר נוסדה העיר היא כללה בעיקר אנשי צבא, מלחים, אנשי שלטון ומעט סוחרים. כדי למשוך קהילה משכילה לעיר הועמדו לראשות החוקרים ואנשי ההשכלה תנאים טובים מאוד, בין היתר הם קיבלו משכורת נאה, פטור מתשלום מיסים, מגורים חינם באגף הארמון המלכותי ואוכל חינם. כך שאנשי השכלה שקיבלו הזמנה לעבור לעבוד באלכסנדריה והגיעו, נהנו ממחקר וכתיבה חופשיים מהדאגות הפשוטות של החיים ויכלו להתרכז כל ימיהם בשיחות, כתיבה ומחקר במסדרונות המוזאיון.
יצירת אוסף הספרים וסידורו.
לאחר הקמת הספרייה באלכסנדריה והבאת המלומדים לאִכלוּס המוזאיון, היה צורך לייבא את הספרים והכרכים הרבים מרחבי העולם ההלניסטי ומעבר לו. כדי לעשות זאת היו שתי דרכי פעולה:
כמאה שנים לאחר הקמת הספרייה, הוקמה ספריית פרגמון בעיר הבירה של השושלת האטלידית (כיום במערב טורקיה). ספרייה זו הפכה במהרה גם היא לספרייה חשובה בעולם ההלניסטי ובמהרה התפתחה תחרות בין השתיים. כל אחת מהספריות הייתה במצוד מקביל להשיג כמה שיותר ספרים להעשיר את מאגרה, שליחים משני הצדדים נשלחו לרחבי האזור בחיפוש אחר ספר זה או אחר. תחרות זו שהגבירה את המשאבים שהושקעו בחיפוש, יצרה בעיה חדשה עם שוק הולך וגדל של זיופים שנמכרו על ידי סוחרים ממולחים.
מעבר לאיסוף של ספרים מהעולם היווני, נעשה ניסיון לתרגום ספרים חשובים גם משפות אחרות. לניסיון זה הייתה גם סיבה רעיונית שהתבססה כפי שראינו על יציבות השליטה היוונית על עמים אחרים ברחבי האימפריה. בין היתר ידוע לנו על תרגום "מיליוני שורות" של כתבים פרסיים, תרגום המיוחס לזורואסטר.
בין הפרויקטים של תרגום שהתרחשו בספרייה, ככל הנראה המוכר ביותר הוא תרגום השבעים. הספטואגינטה היה תרגום של ספר התורה הקדוש ביהדות ליוונית, שכן שכנה באלכסנדריה קהילה יהודית שבחלקה דיברה רק יוונית. התרגום נעשה לפי האגדה על ידי 72 מתרגמים (שישה מכל אחד מ-12 השבטים), ככל הנראה בתקופתו של תלמי השני. סיפור התרגום מתואר באיגרת אריסטיאס ומהווה דוגמה טובה למאמצים שהושקעו בתרגום, איסוף ספרים ויצירת מאגר הידע האנושי הזה. אנו רואים כאן חידוש מסוים בתפיסת העולם, שכן הניסיון לייצר מאגר ידע רב לאומי הוא לא מובן מאליו, ממלכות רבות כנראה אף היו טוענות שרעיון זה מנוגד ללגיטימיות השלטונית שלהם.
אם ייסוד הספרייה יוחס לדמטריוס מפלרון, סידור אוסף הספרים וקיטלוגו יוחס לראש הספרייה השני, זנודוטוס , וזאת בהשראת מורו אריסטו. הספרים והכרכים השונים סודרו לפי נושאים בקטגוריות ותתי-קטגוריות, מחולקים לאזורים שונים בספרייה. כל פריט באוסף כלל תווית עליה נכתב שם המחבר ולעיתים מוצאו. לחלק מתוויות אלו הוסף גם מקור הפריט, כך לדוגמה על ספרים שנלקחו מספינות בנמל אלכסנדריה והועתקו, נכתב "מהספינות" ("ek ploiôn"). אחת התרומות החדשניות של סידור אוסף הספרים באלכסנדריה היא שימוש במיון אלפביתי, ההערכה היא כי זנודוטוס רשם את הפריטים בקטלוג לפי האלף-בית והעביר את השיטה המוצלחת גם לארכיון עצמו.
לגבי גודל אוסף הספרים והכרכים שהכילה הספרייה, קשה כיום כמובן להעריך זאת. באיגרת אריסטיאס מצוין כי בתקופתו של תלמי השני, הספרייה כללה 200,000 ספרים אך השאיפה הייתה להגיע עד ל-500,000 ספרים. בכתביו של יואנס צֵּצֵּס אנו רואים את טענתו כי הספרייה הראשית הכילה 400,000 'ספרים מעורבים' ו-90,000 'ספרים יחידים', בעוד שספריית הבת הכילה 42,800 ספרים. חוקרים כיום טוענים שאלו ככל הנראה הגזמות, אך לרוב מוסכם כי הספרייה בהחלט הכילה עשרות אלפי ספרים והיא הכילה כנראה את מאגר הספרים הגדול בתקופתה.
מבנה, חלוקה ומיקום.
הספרייה התחלקה כאמור לשני חלקים, שנחשבו יחד חלק מאותה הספרייה. הספרייה העיקרית "הספרייה הגדולה" (megalê bibliothekê) נבנתה במתחם המוזאיון אשר מוקם ברובע הברוכיון (Brucheion), הרובע המלכותי של העיר. בנוסף הייתה ספרייה קטנה יותר "ספריית-בת", אשר נבנתה כ-50 שנים מאוחר יותר בסֵרָפֵּיאוֹן (ביוונית: Σεραπεῖον), מקדש האל סרפיס, אשר מוקם ברובע רקוטיס . למרות החלוקה לשתי ספריות, הן נחשבו יחדיו לספרייה אחת "הספרייה הגדולה", "ספריות המלך" או בפשטות "הספריות".
ככל הנראה, לא הספרייה הגדולה ולא הקטנה הוקמו במבנים יחידים ויחודיים, אלא היו חלק ממתחם המוזאיון והסרפיאון בהתאמה. במילים אחרות, הספרייה לא הייתה במבנה מסוים שהחלל הפנימי שלו משרת רק את ספרי הספרייה, אלא נראה כי הספרים מוקמו במדפים במסדרונות המקדשים אולי אף ללא רצף של חדרים. אם כך, למרות חדשנותה של הספרייה וגדולתה, נראה כי היא לא הצליחה להתרומם ולהיות מוסד נפרד ושלם. לפי תיאורו של סטראבון שביקר בעיר לאחר הכיבוש הרומאי, המוזאיון הורכב מאולם כניסה (peripatos), מסדרון (exedra) אשר בו התהלכו ולמדו המשכילים וחדר אוכל (oikos). הספרייה לא הוזכרה כחדר נפרד ולכן נוטים להאמין כיום שאכן לא הייתה הספרייה מוסד מופרד.
כיום לא נותר זכר לספרייה הראשית, אם כי קיים אתר הנחשב למקדש הסרפיאון ומתחתיו נמצא חדר בעל מדפים החצובים בסלע, מה שמוערך להיות חלק מספריית הבת. בשנת 2004 מצא צוות ארכאולוגים פולנים אתר אשר הוערך כי כלל כ-13 כיתות לימוד ונחשב בהתחלה לחלק מהספרייה. בהמשך תוארך המקום למאה ה-6, בשלהי ימיה של הספרייה.
ראשי הספרייה.
תפקיד ראש הספרייה או הספרן הראשי (ביוונית: Bibliophylax) היה ככל הנראה התפקיד החשוב ביותר בספרייה, ואחד התפקידים החשובים בחצר המלך באלכסנדריה. ראש הספרייה מונה על ידי המלך הוא ניהל את הספרייה והשפיע על אופן החשיבה והמחקר בקרב משכילי המוזאיון, כמו כן, לרוב שימש ראש הספרייה כאמור מורה לילדי המלך, בכך הייתה לו השפעה ישירה על השליט הבא. דמטריוס מפלרום נחשב כאמור למי שייסד את הספרייה, אך ככל הנראה לא נחשב באופן רשמי לספרן הראשי הראשון, מה שמיוחס לבא אחריו; זנודוטוס (Zenodotus). לזנודוטוס מיוחסת שיטת הסידור והקיטלוג של הספרייה בהשראת אריסטו.
תחת השלטון התלמי, ראשי הספרייה נבחרו הודות לכישוריהם בתחומי ההשכלה והידע. לאחר שנת 30, כאשר עברה אלכסנדריה והספרייה לידי הרומאים, הפך תפקיד ראש הספרייה לתפקיד פוליטי אשר הוענק כתואר כבוד. ישנן עדויות לכך שראשי הספרייה שכיהנו תחת השלטון הרומי לא הגיעו מרקע אקדמי אלא מתפקידי שלטון שונים. שינוי זה מרמז על דעיכה אפשרית של אופי המחקר וההשכלה בתוך האימפריה הרומית.
חורבן.
כיום אנו לא יודעים בוודאות מה עלה בגורל הספרייה. ישנן מספר תאוריות והוויכוח בקרב החוקרים השונים ממשיך עד היום. ניתן לומר שהוויכוח על גורל הספרייה הציג אידאולוגיות שונות. כך היו אלו שתמכו בתאוריית ההרס תחת הכיבוש המוסלמי ומולם היו שטענו שהנוצרים הרסו את הספרייה.
שריפת הספינות בנמל על ידי יוליוס קיסר.
בשנים 47 ו-48 לפנה"ס, יוליוס קיסר יחד עם כוח רומאי, הגן על מתחם הארמון במרכז העיר כנגד כוחותיו של תלמי ה-13. האירועים שהובילו לכך היו הכתרת קלאופטרה השביעית כמלכת מצרים וגירוש תלמי מהעיר. במשך מספר חודשים מתחם הארמון היה זירת קרבות מכיוון הים והיבשה של כוחות מצריים תומכי תלמי, בתחילת שנת 47 הגיעה תגבורת רומית של כ-20,000 חיילים שאיפשרה ליוליוס לצאת מהמצור ולהילחם כנגד תלמי בקרב הנילוס, שם הובס תלמי.
כחלק מהלחימה, הציתו כוחותיו של יוליוס את הספינות המצריות ולדעת חוקרים מסוימים דבר זה גרם לאש להתפשט מהנמל למוזיאון הסמוך, כך גם חרב אוסף הספרים של הספרייה.
כנגד הטענה שהספרייה כולה הוחרבה בשריפה, ישנן עדויות שונות לכך שהיא המשיכה להתקיים גם לאחר מכן, אם כי ככל הנראה חלק מהאוסף הושמד. הפילוסוף סנקה בהיסתמכות על כתביו של טיטוס ליוויוס, טען כי רק 40,000 מגילות הושמדו. לאחר אירוע השריפה בשנת 47/8 לפנה"ס, היו כותבים רבים שהמשיכו לכתוב והמשיכו ככל הנראה לעשות שימוש במאגר הספרייה. בסביבות השנה 31 לפנה"ס העניק מרקוס אנטוניוס לקלאופטרה מתנה של כ-200,000 ספרים, זאת כפיצוי על אלו אשר נשרפו באלכסנדריה, ספרים אלו ככל הנראה יועדו להגיע לספרייה באלכסנדריה. עדות נוספת להמשך קיום הספרייה היא כתביו של סטראבון אשר ביקר בעיר ואף עבד בספרייה בסביבות תקופת הכיבוש הרומאי. כל העדויות הללו על המשך תפקודה של הספרייה, מרמזים שאולי חלקים מהספרייה הושמדו, אך היא בהחלט המשיכה להתקיים גם לאחר הקרב ואף לאחר הכיבוש הרומי בשנת 30 לפנה"ס.
דיכוי המרד של האימפריה התדמורית על ידי הקיסר אאורליאנוס.
בשנת 270, כחלק מדיכוי מרד באימפריה התדמורית, נלחם הקיסר אורליאנוס גם בעיר אלכסנדריה. ישנן עדויות לכך שמתחם הארמון כולו הוחרב בלחימה ולכך קיימת טענה חזקה שגם הספרייה הוחרבה באירוע זה.
ונדליזם ופרעות של הנוצרים.
בשנת 391 תקף המון מוסת של נוצרים את הספרייה, כיוון שראו במדע ובפילוסופיה משום איום על קודשי הנצרות. במהלך הפרעות ככל הנראה הוחרב הסרפיאון, שהיה מקום משכנה של "ספריית-הבת". קיימת גם הטענה כי גם הספרייה כחלק ממקדש המוזות הוחרבה במהלך פרעות אלו, אם כי נראה כי מעט חוקרים תומכים בטענה זו.
הכיבוש המוסלמי.