İskender'in ölümünden sonra Mısır'a hükümdar olan Ptolemaios I Soter ve oğlu Ptolemaios II Philadelphos döneminde, başkent İskenderiye yalnızca bir liman değil, dönemin en iddialı kültürel projesi oldu. Saray bünyesinde kurulan Museion (Muses Tapınağı) bir araştırma kompleksiydi; gözlem terası, anatomi salonu, botanik bahçesi ve yemekhanesiyle birlikte, ona bağlı olarak çalışan büyük bir Kütüphane vardı. Kuruluş tarihleri kesin değildir; çekirdeği Ptolemaios I döneminde atılmış (İÖ 300 civarı), kurumsal yapısı Ptolemaios II döneminde (İÖ 280'ler) olgunlaşmıştır.

Kütüphane, Akdeniz limanlarına yanaşan her gemiden el yazmalarının istinsah edilmesi gibi sistematik bir derleme politikası izledi; Atina ve Pergamon ile yarıştı. Tepe noktasında elinde tutulan rulo sayısı için antik kaynaklarda 400.000–700.000 gibi rakamlar verilir — abartı içerse de hacmin benzersizliği genel kabuldür. Burada çalışan ya da burayla ilişkili olduğu bilinen düşünürler arasında Euklides (geometri), Eratosthenes (Dünya'nın çevresini hesapladı), Aristarkhos (Güneş merkezli sistem önerisi), Arşimet (kısa ziyaretiyle bilinir), Galen'in öncülü Herophilos (insan anatomisi) sayılır. Homeros metinleri ilk sistemli filolojik düzenlemelerini de burada gördü.

Kütüphanenin sonunu tek bir yangına bağlamak yanıltıcıdır. Sezar'ın İÖ 48'de limanda çıkardığı yangın ciddi hasar verdi; sonraki yüzyıllarda — Aurelianus döneminde (İS 270'ler) Brucheion'un yıkımı, geç antik dönemde dini ve siyasi çatışmalar, fonların kesilmesi — kurumu aşındırdı. Kütüphane bir günde değil, üç yüzyıla yayılan bir çöküşle kayboldu. Mirası tekil bir kitap koleksiyonu değil, devlet desteğinde organize bir araştırma modeli olmasıdır; modern üniversite ve araştırma enstitüleri bu fikrin uzak torunlarıdır.