皇室藏書濫觴於商周，歷史悠久。皇室和中央官府藏書處還承擔整理、編修、出版國家圖書的責任。皇室和中央官府藏書處是國家藏書的集中地，深藏宮禁秘閣，絕少向外宣示，一旦遭遇戰亂災禍，極易毀盡覆滅。

唐玄宗開元、天寶間設立的集賢院，是專以承旨撰集文章、校理經籍的文化機構，也是唐中期最大的中央官府藏書處。集賢院有四處：東都洛陽明福門外太平公主宅一處；西京長安大明宮光順門外、興慶宮和風門南各一處；陝西臨潼華清宮北一處。院中設知御書典、知書官等，專司藏書之職。集賢院在不同時期，編過幾部目錄。一是開元年間馬懷素等編撰的《群書四部錄》，共著錄圖書2,655部，48,169卷。二是毋煚編撰的《古今書錄》，收錄圖書3,060部，51,852卷。三是天寶年間編的《見在庫書目》，總計71,475卷。綜合觀之，可粗略知道唐代國家藏書最盛時期的大概狀況。

三館秘閣是宋代最主要的國家和皇室藏書機構，世稱館閣藏書。北宋太宗太平興國年間（約於公元980年間），原秘書省所屬昭文館、史館、集賢院新建館舍，改名「崇文院」，院東廊為昭文書庫，南廊是集賢書庫，西廊有史館書庫，後又在院中堂建秘閣，統稱「三館秘閣」。其中史館最大，藏書最多最全，分設經、史、子、集四個書庫。秘閣是特藏書庫，專門貯藏經館臣校訂的「真本」書籍、從內府調撥的名畫墨跡，以及天文、占候、讖緯、方術類圖書。三館秘閣除收藏圖書外，並負有校勘、編圖書和備候皇帝諮詢的責任。

元朝開國前後，從金國和南宋接收了大量圖書。元世祖至元九年（1272年），朝廷設立秘書監，專司藏書之職，是最重要的中央政府藏書機構。除前朝舊藏外，秘書監還保管着元政府向各地徵集、由四方進呈，以及蒙古西征從西域帶回的許多書籍、字畫。故其藏書範圍很廣，除一般經史子集外，更多佛道典籍、陰陽禁書、地志圖像，乃至阿拉伯文書籍等。

文淵閣是明王朝最主要的宮廷藏書樓，分南京文淵閣和北京文淵閣二處。明太祖朱元璋定都南京，興建宮殿，即在奉天門之東建文淵閣，貯藏從元朝中央政府接收來的圖書。洪武、永樂年間，又先後二次下詔徵集民間遺書，大大充實了庫藏。著名的《永樂大典》，就是解縉等大臣，借助文淵閣豐富的藏書而修纂成功。

明世宗嘉靖十五年（1536年）建成的皇史宬，是一幢用琉璃黃瓦覆頂、漢白玉欄環圍的宮殿式建築，坐落在北京紫禁城東，主要貯藏明代歷朝實錄及寶訓、玉牒等文書，是皇家檔案庫。實錄依據皇帝起居注、欽錄簿等編修，相當於編年體史料長編，是珍貴的歷史文獻。在明代，皇史宬先後入藏了自太祖至熹宗共15朝13部實錄。清代沿襲舊制，皇史宬仍作檔案庫使用，只是以本朝實錄、聖訓取代前朝實錄。皇史宬還存放過嘉靖年間謄錄的《永樂大典》副本，清雍正初移藏翰林院，時已多有缺失。留存今世的《永樂大典》殘本，就原出自皇史宬所藏。這座已有370年歷史的古代藏書樓代表性建築物，至今仍保存完好。

國子監是國家最高教育行政機構和最高學府，自宋以來，還擔負着藏書、刻書的職能。明清二代，紹述舊制，國子監依然是最重要的中央官府藏書處。藏書主要供太學諸生使用。明代有南京和北京二處國子監，簡稱「南監」、「北監」，或「南雍」、「北雍」。洪武十五年（1382年），建國子監於南京雞鳴山麓，東太廟，西太學。太學廳堂兩廂建東西書庫，樓上貯書，樓下印書。據《南雍志經籍考》記載，南監藏書141種，多復本，一書少則數部，多則數十部。其中不少是朝廷頒賜的書籍，如《大明律令》、《四書大全》、《性理大全》等。入清後，改為江寧府學。

「天祿琳琅」是清乾隆皇帝設在乾清宮昭仁殿內的皇家善本書室，專門貯藏宋、元、明的珍稀善本書籍。因乾隆取意漢宮藏書天祿閣故事，御題「天祿琳琅」匾額懸掛殿中，故名其室。據《天祿琳琅書目前編》著錄，此善本書室藏有宋刻本71部、金刻本1部、影宋抄本20部、元刻本85部、明刻本252部。嘉慶二年（1797年），乾清宮因太監不慎失火遭毀，再建工程於次年告竣，「天祿琳琅」也恢復庋藏，數量甚至超過舊時，據《天祿琳琅書目後編》著錄，共有宋、遼、金、元、明五朝善本659部。但後期管理疏漏，多有流失，及民國初清查故宮物品時，「天祿琳琅」舊藏只剩下311部。這些善本古籍現有一部分收藏在北京國家圖書館和台北故宮博物院，還有一部分散存他處。

清乾隆三十八年（1773年），輯修《四庫全書》，全書36,000冊，先後繕寫7部，歷時20年始告完成。乾隆三十八年，又詔命仿寧波天一閣藏書樓建築結構和樣式，在江南江北先後建造7座藏書閣，分別為文匯閣、文宗閣、文源閣、文淵閣、文溯閣、文津閣、文瀾閣，用來存貯7部《四庫全書》。咸豐三年（1853年），太平軍攻陷揚州、鎮江，文匯閣、文宗閣毀於戰亂。不久，在咸豐十年（1860年）的第二次鴉片戰爭中，圓明園文源閣又毀於英法聯軍之手。四庫七閣，現僅存文淵、文溯、文津、文瀾四閣。