Bibliotheca a fundatore mazarinea : l'inscription gravée au
fronton du portique oriental de la cour d'honneur

indique la destination de cette aile du Palais de l'Institut et perpétue le souvenir de son fondateur,
le cardinal Mazarin, dont les armes ornent le tympan et dont le buste, sculpté par Lerambert vers 1664-1669, fait face à la cour d'honneur .
Pour accéder à la bibliothèque, il faut emprunter l'escalier construit en
1824 par Léon Biet sur les plans de Vaudoyer. Couronné d'une galerie ovale ornée de bustes antiques et éclairée par une verrière, l'escalier s'inscrit dans un demi-ovale, aux niches garnies de bustes, et permet d'atteindre un palier sur lequel s'ouvrent deux portes monumentales surmontées, l'une de la mention Museum, l'autre de Bibliotheca, gravées sur marbre noir.
Cette porte franchie, on entre dans une petite salle
octogonale au plafond à caissons, désignée comme Atrium Colbertinum et dévolue aux catalogues de la Bibliothèque, pour partie informatisés et pour partie constitués encore de milliers de fiches classées dans les tiroirs recouvrant les murs de la salle. Face à l'entrée, une porte au chambranle de marbre rouge orné de rosaces en marbre blanc et surmontée de l'inscription Mazarinaea donne accès à la grande galerie ou salle de lecture.
Si, une fois entré dans celle-ci, on se retourne en levant les yeux, on peut voir les armoiries de Mazarin au-dessus d'une plaque de marbre noir portant Salle Gabriel Naudé, associant ainsi le fondateur de la bibliothèque à son réel créateur.
La salle de lecture est longue de près de 65 mètres (18 pour la pièce donnant sur le quai et 47 pour la galerie proprement dite), large de plus de 8 mètres et haute d'autant. Le décor est celui de la bibliothèque installée
dans l'hôtel de Mazarin, rue de Richelieu, dans une galerie dessinée par Pierre Le Muet et transférée en 1689 dans son ensemble, c'est-à-dire les ouvrages, mais aussi les boiseries, colonnes, tablettes, pupitres et balcon, dans l'aile
orientale du bâtiment construit sur les plans de Le Vau. Ainsi, cinquante quatre colonnes cannelées d'ordre corinthien supportent un balcon, dont le plancher inférieur est orné de faisceaux et d'étoiles tirés des armoiries de Mazarin, et rythment la succession harmonieuse des 18 fenêtres et des 32 travées de rayonnages.
La salle est décorée d'objets d'art, meubles, bustes antiques et classiques
(en marbre, bronze ou terre cuite, posés sur des gaines de marbre ou d'albâtre), qui proviennent pour la plupart de saisies révolutionnaires.
Ainsi, dans la petite galerie, les deux lustres de style rocaille, en bronze doré et ciselé, attribués jusqu'à Caffieri,
ont appartenu à la marquise de Pompadour et la magnifique pendule régulateur style Louis XV, en marquetterie de bois de rose et de violette, proviendrait, selon la tradition, du cabinet de travail de Louis XVI.
Au fond de la grande galerie, éclairée par quatre lustres de style Louis XIV et un "lustre Boulle", on peut notamment admirer deux commodes en acajou,
style Louis XVI, un globe céleste de Coronelli au méridien de Gatellier et une écritoire en marbre aux armes des Condé, qui aurait appartenu au vainqueur de la bataille de Rocroi.