Thư viện Arsenal nằm ở số 1 phố Sully, thuộc Quận 4, Paris. Địa điểm của thư viện trước đây là xưởng tàu—arsenal trong tiếng Pháp—do vua Louis II xây dựng vào năm 1512, sau đó được Công tước Sully sửa chữa lại rồi chuyển đến sống từ khoảng đầu thế kỷ 17. Những cuốn sách đầu tiên của thư viện có được nhờ bộ sưu tập của Hầu tước Paulmy, một học giả, nhà ngoại giao danh tiếng, bộ trưởng của vua Louis XV. Say mê sách vở, Hầu tước Paulmy đã tập hợp được khoảng 60 nghìn tác phẩm, chia thành năm lĩnh vực văn chương, lịch sử, thần học, khoa học và nghệ thuật, và cuối cùng là pháp luật. Không muốn bộ sưu tập sách bị phân tán sau khi mình qua đời, năm 1785, Hầu tước Paulmy bán lại thư viện cho Bá tước Artois, em trai vua Louis XVI. Thời kỳ Cách mạng Pháp, bộ sưu tập sách bị xem như tài sản của những người đào vong, trở thành thư viện và mở cửa cho công chúng vào năm 1797. Trong suốt thế kỷ 19, dưới sự quản lý của những thủ thư như Charles Nodier và José-Maria de Heredia, bộ sưu tập sách của thư viện dần thiên về văn học và sân khấu. Tới năm 1934, thư viện Arsenal được sát nhập về Thư viện Quốc gia Pháp, trở thành một chi nhánh chuyên về lĩnh vực văn học.