Depuis sa création en 1799, la bibliothèque conserve des images de toute sorte, soit en recueils soit en feuilles volantes.
Parmi les recueils, on notera l'œuvre complet de Giambattista Piranese ou les grandes collections, comme le Cabinet du roi dont les 22 volumes regroupent plusieurs centaines de gravures du XVIIe siècle, le recueil Mariette ou le cabinet Boyer d'Aguilles qui présentent des reproductions de tableaux et de dessins célèbres. Les albums d'images du XIXe siècle tels que le Musée comique, les Etrennes comiques d'Aubert, mais aussi les Ports de France de Garneray, les différents albums de Sem, de Grandville ou de Topffer montrent la démocratisation de l'image, facilitée par de nouvelles techniques de reproduction comme la lithographie puis la photographie. La presse illustrée, bien représentée par 150 titres de presse satirique, regroupe des milliers d'images parfois signées de très grands noms de l'illustration tels que Daumier, Toulouse-Lautrec, Vallotton ou Forain. La bibliothèque possède également plusieurs recueils de portraits comme les Hommes illustres de Perrault, la rare Cronica breve de Re di Francia de Bernardo Giunti ou le Panthéon des français de Victor Frond. A ces recueils édités on peut ajouter plusieurs recueils factices comme la grande collection de 3200 portraits léguée en 1879 par le libraire Darneaux ou les albums constitués au XIXe siècle regroupant des vues de villes (particulièrement des vues de Rome), des cartes géographiques et des plans. A côté de ces albums, de nombreuses estampes en feuilles constituent un vivier d'images variées : gravures de mode, gravures satiriques, images d'Epinal auxquelles il faut ajouter les quelque 10 000 images du fonds local. Celui-ci regroupe gravures, lavis, dessins, peintures, photographies et cartes postales représentant principalement des sites et des personnages du Loir-et-Cher et signés d'artistes régionaux comme Etienne Gaudet, Arthur Trouessart, Eugène Gervais ou Pierre Villain ou étrangers comme Charlotte E. Burges dont les naïves aquarelles des bords de Loire ont tout le charme des croquis pris sur le vif.