La bibliothèque des archives départementales du Pas-de-Calais est un point de départ essentiel à la recherche grâce à ces près de 60 000 titres (monographies et tirés à part), dont le plus ancien date de 1528, qui font probablement d'elle la première bibliothèque patrimoniale du Pas-de-Calais. Les ouvrages conservés offrent souvent une aide précieuse aux chercheurs et sont complémentaires des sources archivistiques.
Ayant vocation à conserver des ouvrages souvent rares, elle n'est pas une bibliothèque de prêt, mais exclusivement de consultation sur place. Seul un nombre restreint d'usuels sont en accès direct en salle de lecture. Sont également exposées en salle de lecture les dernières acquisitions de la bibliothèque.
La bibliothèque historique
La bibliothèque historique dite "d'étude" présente de nombreux intérêts. Y sont conservés des monographies d'histoire générale ou régionale très anciennes (du XVIIe siècle pour quelques-unes), des almanachs et annuaires du département à partir du XVIIIe siècle, des recueils d'arrêts du XVIIIe siècle, les publications des sociétés savantes locales, les travaux universitaires déposés par les étudiants, les inventaires d'archives des autres départements, des manuels d'archivistique et des sciences auxiliaires de l'histoire (héraldique, toponymie, sigillographie) et des ouvrages utiles aux généalogistes.
Deux importantes collections recueillies aux archives, celles de Roger Rodière et de Victor Barbier, viennent enrichir la bibliothèque de très nombreux livres anciens et rares intéressant pour la plupart l'histoire locale.
La bibliothèque administrative
Regroupés dans la bibliothèque dite "administrative", les archives du Pas-de-Calais conservent également une collection de textes officiels, de recueils de droit et de jurisprudence, de périodiques juridiques et administratifs et d'annuaires administratifs et commerciaux. On trouvera, par exemple, une collection complète du Bulletin annoté des lois et décrets (1789-1993) ou le Bulletin départemental de l'Éducation nationale (qui fait suite au Bulletin de l'enseignement primaire). Bien d'autres titres sont disponibles et la bibliothèque administrative, assimilable à un fonds d'archives imprimées, permet de répondre à de nombreuses demandes de recherches tant pour les différentes administrations que pour des particuliers confrontés à des problèmes administratifs divers. Ces collections de textes législatifs peuvent également intéresser les chercheurs en histoire institutionnelle et les historiens du droit.
La bibliothèque administrative conserve aussi des recueils de statistiques pouvant présenter un intérêt pour la recherche historique. On y trouve, par exemple, l'Annuaire de statistique agricole, des statistiques démographiques, ainsi que des tableaux de recensement économiques et industriels concernant le département.
En complément à cette bibliothèque, la série réglementaire K regroupe de nombreux textes officiels imprimés.
La bibliothèque des périodiques (hors presse)
Les archives du Pas-de-Calais conservent de nombreux périodiques touchant à l'histoire locale. Sont conservés, notamment, les revues éditées par les sociétés savantes et les associations de recherches historiques et généalogiques du département. On y trouve également une importante collection de bulletins paroissiaux du XXe siècle.