图书馆建于1701年。截至2015年底，馆藏纸质文献和电子文献超过1500万余册，从古老的莎草纸到早期的印刷书籍，再到电子数据库应有尽有，包括文本、照片、视频、音频、数据库、地图以及票据等资源。由15个图书馆组成，包括斯特林纪念图书馆、拜内克珍本及手稿图书馆、巴斯图书馆、科学和社会科学信息中心以及其他学院和科系图书馆。总馆斯特林纪念图书馆是为纪念校友J.W.斯特林的捐款而建筑的，于1930年建成，位于校园中心，是学校最突出的建筑之一，也是全校最大的图书馆，拥有藏书400万册，分藏于16层书库，包括人文、社会科学、区域研究、特藏以及手稿和档案等。拜内克珍本及手稿图书馆于1963年开馆，是世界上最大的专门存放善本及手稿的图书馆之一，藏品80万册（件），包括古登堡圣经、伏尼契手稿、文兰地图以及著名作家和艺术家的论文与手稿。拜内克珍本及手稿图书馆建筑外观以半透明的大理石拼接而成，避免阳光直射，有利于馆内古籍的保护。纽黑文郊区的藏书库集中贮存利用率较低的图书。除法学院图书馆使用单独联机目录系统（Morris）外，其他图书馆均使用主要联机目录系统（Orbis）。秉承着为耶鲁大学教、学、研服务并为全球学术界提供帮助的使命，图书馆向用户提供个人图书馆、学科专家、研究支持和专业研讨会、引文工具、馆际互借、校外访问等服务，速递服务使用户可在任何一个图书馆提取索要的图书和归还图书。整个图书馆系统与脸书、推特连接，方便读者转载或分享信息。

耶鲁大学斯特林纪念图书馆

耶鲁大学图书馆在学术图书馆界扮演着重要角色，是研究图书馆团体（Research Libraries Group，RLG）创始馆之一、研究图书馆中心（The Center for Research Libraries）会员、BorrowDirect成员。2015年，加入人文科学开放图书馆（OLH）的图书馆合作资助系统。