Constituirea fondului de colecţii speciale urmează îndeaproape istoria îndelungată a bibliotecii. Pentru punerea lui în valoare funcţiona în perioada interbelică Serviciul de manuscrise, stampe, monede, hărţi şi sigilii, care a fost reorganizat în 1950 ca Serviciul Tipărituri rare şi manuscrise. Pentru o scurtă perioadă de timp a funcţionat sub denumirea Serviciul Carte rară şi colecţii speciale, ca apoi să se numească Serviciul Colecţii speciale.

Colectivul care lucrează în acest departament se ocupă cu prelucrarea, conservarea şi valorificarea fondurilor (carte veche, manuscrise, stampe, piese de arhivă, materiale cartografice, microforme, documente audio-video, resurse electronice):

• construieşte baza de date pentru colecţii (descrierea bibliografică a documentelor nou intrate şi descrierea retro a cărţii de secol 16 cu ataşarea de pagini scanate acestea regăsindu-se în catalogul online)
• gestionează catalogul provenit din digitizarea catalogului tradiţional pe fişe
• verifică şi unifică baza de date a colecţiilor
• construieşte înregistrări de autoritate şi gestionează fişierul de autoritate pentru nume de persoane, colectivităţi şi titluri uniforme
• unifică înregistrările bibliografice la forma autorizată
• elaborează fişe de evidenţă a cărţilor de patrimoniu
• alcătuieşte fişe de conservare
• scanează documente în scopul conservării şi valorificării acestora
• gestionează Sala de lectură Dimitrie Cantemir pentru colecţii speciale (îndrumă beneficiarii în regăsirea informaţiilor în catalogul online, furnizează informaţii bibliografice la cerere, rezolvă cererile de reproducere a documentelor, serveşte publicaţiile solicitate la sala de lectură)
• gestionează depozitele proprii, aplicând normele de conservare şi protejare a documentelor
• planifică și organizează activități specifice conservării preventive (monitorizarea și corectarea factorilor de microclimat, desprăfuirea, deplierea, înfolierea și încasetarea materialului de bibliotecă)
• planifică și organizează activități de mutare a materialului de bibliotecă în depozite
• se implică în activitatea de cercetare, valorificând fondul de patrimoniu prin cataloage de donaţii, articole, comunicări, vizite ghidate, expoziţii şi pliante de expoziţii
• colaborează la alcătuirea Catalogului naţional al cărţii de secol 16
• participă la simpozioane şi întâlniri profesionale
• întocmeşte ghiduri de prelucrare informatizată a colecţiilor, contribuie la instruirea personalului nou intrat în bibliotecă
• oferă îndrumare metodologică privind descrierea bibliografică a documentelor şi conservarea materialului de bibliotecă