Thế kỷ 19, thư viện bắt đầu phải đối mặt với tình trạng thiếu không gian lưu trữ. Bên cạnh đó, những chậm trễ trong việc xây dựng thư mục cũng gây nên rất nhiều lời kêu ca. Năm 1858, một ủy ban do Prosper Mérimée chỉ đạo đã soạn thảo một bản báo cáo nhằm tổ chức lại thư viện. Hoàng đế Napoléon III chấp nhận một phần của bản dự thảo này và giao cho kiến trúc sư Henri Labrouste chỉ huy việc xây dựng. Vẫn trên khu đất bên con phố Richelieu, nhiều tòa nhà mới mọc lên, trong đó có hai phòng đọc được mở cửa cho công chúng. Từ năm 1874, nhờ sự thúc đẩy của vị tổng quản lý mới Léopold Delisle, danh mục sách in bắt đầu được thực hiện và sau hơn một thế kỷ, tới năm 1981 mới hoàn thành. Những năm cuối thế kỷ 19 cũng là khoảng thời gian thư viện bắt đầu theo đuổi chính sách thu thập bản thảo của các nhà văn danh tiếng, đặc biệt từ sau khi nhận được những di cảo của Victor Hugo vào năm 1881.