世博图书馆设定了以世博相关文献为核心，文博、会展类图书为辅助，其他世博会热门交叉学科图书为补充的分级馆藏发展计划。
截至2021年2月24日，世博图书馆供整理上架实体图近10000本，其中80%为开架本，可供读者直接阅览；保存本、闭架本千余本，供员工和专业读者调阅。同时，档案库房收集整理了上海世博会实体档案近5万件（含光盘2353张），古籍库房收藏世博中外文古籍资料百余种。
数字资源部分，世博图书馆入藏世博会相关的电子文档、图片、视频、音频，达近14TB。
目前，世博图书馆馆藏已涉及14种语言，馆藏时间跨度为1851年至今。经筹备，世博图书馆已编目开放了部分资源，并将持续整理，逐渐提供更多资源为读者服务。
1、国际展览局托存文献
截至2019年11月，国展局图书馆将1815册电子化的世博历史文献、从1996年起出版的国展局年刊、赞助出版的图书托存于世博图书馆，涵盖了多届世博会和其他世界重大展览会的官方目录、最终报告和相关书籍。
这部分实体文献及世博图书馆翻印再造的部分国展局图书馆古籍入藏于图书馆开架阅览区；数字文献存储于世博数字资源库，可通过世博图书馆内的数字阅读桌浏览。
2、世博会博物馆出版物
出版世博会专题出版物是世博会博物馆文献研究中心的职能之一。截至2021年1月，世博会博物馆出版物已形成四大系列——《中国2010年上海世博会官方图录》、参展世博会系列画册出版物、世博会博物馆馆藏精品系列图录、学术出版物系列，共出版14本图书。
该部分图书可在图书馆开架阅览区阅览。
3、世博古籍文献资料
世博图书馆以官方性、全面性、系统性为原则，长期征集世博会各个历史时期的文献资料。其中，世博会官方报刊、园区地图、展品图录、宣传资料等类型已经初步形成体系。
世博图书馆将逐步数字化该部分资源，并在数字资源库展示，也会在展览中陆续展出。
4、专题实体图书
世博图书馆购置了世博、文博相关的中外文图书、杂志，覆盖了建筑、经济、城市规划、艺术、历史、设计等多个学科。
其中，世博专题图书在开架阅览区的世博专架上，按照届次、语种、主题、到馆次序排列。
5、世博数字资源库
正在建设并逐步开放的世博数字资源库包括了世博图片库和世博影视库。
世博图片库覆盖历史世博会、上海世博会、2010年之后的世博会三大板块，收集了园区场馆、展陈展品、活动演出、重大事件、世博名人等主题的各类图片，近10万余张。通过与SMG媒资中心合作，世博影视库收藏1900年至今的60多届世博会历史影像素材；世博会博物馆通过参展拍摄、征集视频素材6000余条。
已经整理开放的资源存储于世博数字资源库，可通过世博图书馆的数字阅读桌浏览。
6、接受捐赠的文献资料
文献研究中心共收到各国世博组织者、参展者、上海图书馆、布鲁塞尔自由大学等中外机构捐赠的文献资料近千本，电子文档若干。该部分的图书入藏于世博、文博、综合专架或世博数字资源库，经编目加工后将逐步对外开放。
另，战略合作伙伴上海世界城市日事务协调中心提供的城市规划类图书与入藏于开架阅览区。
图书馆阅览区还设有工具书架。
