Jabarkan Zaman Romawi dan kehancuran dari Perpustakaan Aleksandria

Sangat sedikit keterangan yang ada mengenai Perpustakaan Aleksandria pada zaman Principatus Romawi (27 SM–284 M). Kaisar Klaudius (berkuasa 41–54 M) tercatat pernah memperluas Perpustakaan Aleksandria, tetapi tampaknya nasib perpustakaan ini bergantung pada nasib Kota Aleksandria. Setelah Aleksandria jatuh ke tangan Romawi, status kota ini beserta perpustakaannya mengalami penurunan. Walaupun Mouseion masih tetap berdiri, orang yang ingin menjadi anggota tidak harus berasal dari kalangan cendekiawan, tetapi malah dipilih berdasarkan pencapaian dalam pemerintahan, militer, atau bahkan olahraga.

Jabatan kepala perpustakaan juga mengalami nasib serupa; satu-satunya kepala perpustakaan yang tercatat dalam sejarah pada masa Romawi adalah Tiberius Klaudius Balbilus yang hidup pada pertengahan abad pertama Masehi dan berprofesi sebagai politikus dan perwira militer tanpa ada pencapaian sebagai seorang cendekiawan. Anggota Mouseion tidak lagi harus mengajar, meneliti, atau bahkan tinggal di Aleksandria. Penulis Yunani Filostratos mencatat bahwa Kaisar Hadrianus (berkuasa 117–138 M) mengangkat pakar etnografi Dionisios dari Miletos dan filsuf beraliran sofisme Polemon dari Laodikea sebagai anggota Mouseion meskipun kedua orang ini tampaknya tidak pernah menghabiskan banyak waktu di Kota Aleksandria.

Sementara itu, seiring dengan meredupnya reputasi Aleksandria sebagai pusat ilmu, reputasi perpustakaan-perpustakaan lain di wilayah Mediterania meningkat. Perpustakaan-perpustakaan lain juga bermunculan di dalam Kota Aleksandria, dan gulungan-gulungan dari Perpustakaan Besar digunakan untuk mengisi perpustakaan-perpustakaan yang lebih kecil ini. Kaesareum dan Klaudianum di Aleksandria dikenal memiliki perpustakaan besar pada akhir abad pertama Masehi. Serapeion yang awalnya hanya menjadi "cabang" juga membesar pada masa ini (menurut pakar sejarah klasik Edward J. Watts).

Pada abad kedua Masehi, ketergantungan Romawi terhadap gandum dari Aleksandria juga berkurang. Ketertarikan bangsa Romawi terhadap tradisi kecendekiawanan di Aleksandria juga tidak sebesar sebelumnya. Para cendekiawan yang bekerja dan melakukan penelitian di Perpustakaan Aleksandria pada masa Romawi tidak seterkenal para cendekiawan dari zaman Wangsa Ptolemaios. Pada akhirnya, kata "Aleksandria" menjadi sinonim dengan penyuntingan naskah, pembetulan kesalahan tekstual, dan penulisan ulasan yang merupakan penggabungan cendekiawan-cendekiawan lainnya; dalam kata lain, istilah ini mendapatkan konotasi berupa sifat suka menonjolkan keilmuan, kemonotonan, dan ketiadaan orisinalitas. Perpustakaan Besar Aleksandria dan gedung Mouseion tidak lagi disebutkan pada pertengahan abad ketiga Masehi. Sumber sejarah terakhir yang menyebutkan cendekiawan yang menjadi anggota Mouseion berasal dari dasawarsa 260-an.

Pada tahun 272 M, Kaisar Aurelianus dan pasukannya berupaya merebut kembali Kota Aleksandria dari pasukan Ratu Tadmur, Zenobia. Pada saat terjadinya pertempuran, pasukan Aurelianus menghancurkan daerah Broucheion. Apabila Mouseion dan Perpustakaan Besar Aleksandria memang masih ada pada masa itu, keduanya hampir pasti hancur. Kalaupun masih ada yang tersisa, lembaga atau bangunan tersebut akan binasa akibat pengepungan Kota Aleksandria oleh pasukan Kaisar Diokletianus pada tahun 297.