Perpustakaan Aleksandria
Dukungan dari Wangsa Ptolemaios > Masa Erastotenes

Kepala perpustakaan yang ketiga, yaitu Erastotenes dari Kirene (hidup sekitar tahun 280–194 SM), dikenal akan karya-karya ilmiahnya, tetapi ia juga merupakan seorang ahli kesusastraan. Karya Erastotenes yang paling penting adalah risalahnya yang berjudul Geographika, yang awalnya terdiri dari tiga buku. Karya ini sudah hilang ditelan zaman, tetapi banyak penggalan isinya yang telah ditemukan dalam tulisan-tulisan Strabo. Erastotenes adalah cendekiawan pertama yang menerapkan matematika dalam bidang geografi dan pembuatan peta. Dalam risalahnya yang berjudul Mengenai Pengukuran Bumi, ia menghitung keliling Bumi dan hasilnya hanya meleset sedikit dari hasil perhitungan modern. Erastotenes juga membuat peta wilayah dunia yang telah diketahui keberadaannya saat itu. Peta ini menggabungkan informasi dari sumber-sumber yang disimpan di Perpustakaan Aleksandria, termasuk catatan sejarah mengenai ekspedisi militer Aleksander Agung di India dan laporan yang ditulis oleh ekspedisi pemburu gajah dari Kerajaan Ptolemaik di pesisir Afrika Timur.
Erastotenes adalah orang pertama yang menjadikan geografi sebagai bidang keilmuan. Erastotenes berkeyakinan bahwa latar puisi-puisi Homeros itu imajinasi belaka dan ia berpendapat bahwa tujuan dari puisi adalah untuk "menawan jiwa" dan bukan untuk menceritakan kisah nyata dalam sejarah.  Sementara itu, cendekiawan lain di Perpustakaan Aleksandria juga menunjukkan ketertarikan mereka terhadap bidang ilmiah. Bakios dari Tanagra (hidup sezaman dengan Erastotenes) menyunting dan mengomentari tulisan-tulisan kedokteran dalam Corpus Hippocraticum. Dokter Herofilos (hidup sekitar tahun 335–280 SM) dan Erasistratos (sekitar tahun 304–250 SM) mempelajari anatomi manusia, tetapi penelitian mereka terhalang oleh penolakan terhadap pembedahan mayat (yang dianggap sebagai tindakan tidak bermoral).
Menurut Galenos, pada masa itu, Ptolemaios III meminta izin dari Athena untuk meminjam naskah asli karya Aeskilos, Sofokles, dan Euripides. Sebagai gantinya, Athena meminta lima belas talenta (450 kg) logam berharga sebagai jaminan bahwa naskah-naskah tersebut akan dikembalikan. Ptolemaios III memerintahkan agar papirus dengan mutu tertinggi digunakan untuk membuat salinannya. Ia menyimpan naskah aslinya di Perpustakaan Aleksandria dan memberikan salinannya kepada Athena dengan pemberitahuan bahwa mereka boleh menyimpan logam yang telah dibayarkan sebagai jaminan. Kisah ini bisa juga ditafsirkan secara keliru sebagai upaya untuk menunjukkan kekuatan Aleksandria di atas Athena. Aleksandria sendiri pada saat itu merupakan pelabuhan buatan manusia yang terletak di antara dataran utama Mesir dengan pulau yang menjadi tempat berdirinya Mercusuar Aleksandria. Pelabuhan ini didatangi kapal-kapal dagang dari berbagai penjuru dan menjadi pusat perdagangan. Kota ini juga menjadi produsen utama papirus dan kemudian juga buku. Seiring dengan membesarnya Perpustakaan Aleksandria, sudah tidak ada lagi tempat untuk menyimpan gulungan. Oleh karena itu, pada masa Ptolemaios III Euergetes, dibuka sebuah koleksi lain di Serapeion, yaitu sebuah kuil yang dipersembahkan untuk dewa Serapis di dekat istana kerajaan.