中国科学院南京地质古生物研究所图书馆建于1953年，经过五十多年的藏书建设,现已成为专业化水平较高、收藏系统、内容丰富且具有鲜明特色的中小型专业图书馆，是目前亚洲最大的古生物学专业图书馆。图书馆利用以《古生物学报》、《微体古生物学报》为主的我所连续出版品与世界上30多个国家（或地区）的200多个研究单位或出版机构建立了国际书刊交换关系，可及时收到原版连续出版物近300种。
图书馆现有外文现刊370余种(包括交换和赠阅)，中文现刊近150种。馆藏国内外地层及古生物学科的书刊约26万册（期），其中期刊2500余种、20余万册（期）。我所的馆藏资源长期受到古生物学专家注目，每年都有大量来自国内外的专家利用我们的文献收藏资源。
近年来，在提供传统图书馆服务的同时，工作人员致力于数字图书馆的建设和提供网络信息服务，并取得了阶段性的成果。馆藏书目数据库及流通数据库已经建成，公共检索系统和自动化借阅系统正在正常运行。2004年，图书馆建立了自己的网站，为读者提供了一个获取文献情报信息的平台。同时建立了我所出版品数据库，方便广大读者的查询和索取。2005年，由我所和古脊椎动物所主办的《古生物学文摘》停刊， 取而代之的是一个网络版的“古生物学文献数据库”。