Według legendy pomocniczy zbiór ostatecznie został utracony podczas podbojów arabskich w VII wieku.
W okresie od podbojów rzymskich Egiptu do III stulecia biblioteka zachowała swoją pozycję jako jedno z ważnych ogniw miejscowej administracji, a jej pracownicy korzystali ze swoich przywilejów nadanych w okresie Ptolemeuszy. Jeszcze w V wieku Aleksandria miała status ośrodka kulturalno-oświatowego.
Stan badań thumb|Plan Aleksandrii epoki Ptolemeuszy. Por. Opis miasta w starożytności w artykule Aleksandria. Źródła antyczne nie zawierają wiele wzmianek na temat Biblioteki Aleksandryjskiej. W starożytnych dziełach nazywano ją Wielką Biblioteką (), Biblioteką Królewską, Biblioteką Muzejonu itd. W większości datowane są na epokę rzymską, gdy nastąpiły zmiany w sposobie funkcjonowania i kompletowania zbiorów bibliotecznychA. Zdiarsky, Bibliothekarische Überlegungen zur Bibliothek von Alexandria, [w:] .. Fragmentaryczne informacje zawarte są w Liście Arysteasza z II lub I wieku p.n.e., Geografii Strabona, pracach Seneki, Plutarcha i Swetoniusza. Niektóre niepotwierdzone wzmianki o charakterze anegdotek przedstawiono w pismach Galena z II wieku, a także u Atenajosa i innych autorów.