W Bibliotece Jagiellońskiej prowadzone są prace badawcze z zakresu źródłoznawstwa, dziejów książki oraz dziejów kultury polskiej XV–XX wieku.

• Tworzenie katalogów. W oparciu o zbiory specjalne opracowywane są specjalistyczne katalogi. Do najważniejszych należą: Katalog łacińskich rękopisów średniowiecznych Biblioteki Jagiellońskiej, Inwentarz rękopisów Biblioteki Jagiellońskiej, Katalog zbioru dyplomów pergaminowych BJ, Katalog druków XVI w., Katalog starych druków XVII w., Katalog proweniencji i opraw druków XVII-wiecznych, Katalog najcenniejszych rysunków polskich XVII–XX w. i Katalog polskich druków muzycznych wydanych w latach 1800–1949.

• Badania nad rękopisami hebrajskimi. Prace badawcze zmierzały do stworzenia bazy rękopiśmiennych fragmentów hebrajskich. Realizowane one były w ramach projektu „Les livres dans les livres: les fragments hébreux dans les bibliothèques européennes – Książki w książkach: fragmenty hebrajskie w bibliotekach europejskich" – we współpracy z L'École pratique des hautes études w Paryżu.

• Teksty dotyczące średniowiecznego Uniwersytetu Krakowskiego. Projekt badawczy, którego celem jest opracowanie katalogu łacińskich rękopisów średniowiecznych – dzieł z zakresu średniowiecznej nauki i nauczania.

• Spuścizna rękopiśmienna po Michale Pawlikowskim (1887–1970). Inwentaryzacja kolekcji rękopisów z archiwum domowego Pawlikowskich zawierającej cenne materiały odnoszące się do dziejów literatury i kultury polskiej. Ukazały się dwa tomy inwentarza rękopisów, a kolejne są w opracowaniu.

• Seria „Orientalia Polonica". Realizowane przy współpracy Wydziału Filologicznego i Wydziału Studiów Międzynarodowych i Politycznych UJ prace dokumentujące polskie tradycje badań nad Orientem. Jednym z celów projektu jest digitalizacja i udostępnienie na platformie Jagiellońskiej Biblioteki Cyfrowej tekstów źródłowych, a także opracowanie naukowe i edytorskie wybranych pozycji.

Pracownicy Oddziału Zbiorów Specjalnych, Sekcji Rękopisów biorą udział w realizowanych na Wydziale Filologicznym UJ badaniach kolekcji rękopisów romańskich, znajdujących się w księgozbiorze berlińskim Biblioteki Jagiellońskiej.

Pracownicy Biblioteki Jagiellońskiej uporządkowali także i przygotowali do udostępnienia ważne dla dziejów polskiej emigracji we Francji pierwszej połowy XX w. materiały znajdujące się w Bibliotece Polskiej w Paryżu. Efektem tej działalności jest publikacja: Archiwum Zygmunta Lubicz Zaleskiego w zbiorach Biblioteki Polskiej w Paryżu, Kraków 2011.

Kolejnym etapem współpracy z Biblioteką Polską w Paryżu jest opracowanie bezcennego zbioru dotyczącego życia emigracji polskiej w XIX-wiecznej Francji. Biblioteka Jagiellońska współdziała przy tym projekcie także z Polską Akademią Umiejętności i Instytutem Historii UJ.

Prof. Zdzisław Pietrzyk – zajmuje się badaniami nad dziejami kultury, Kościoła i reformacji w XVI–XVII, podróżami naukowymi studentów z ziem polskich za granicę w XVI–XVII w. oraz dziejami Uniwersytetu Jagiellońskiego. Wśród zainteresowań naukowych prof. Pietrzyka znajduje się też edytorstwo źródeł historycznych oraz opracowywanie rękopisów nowożytnych Biblioteki Jagiellońskiej.

Dr Marian Malicki – jego domeną są badania nad drukarstwem i dziejami książki w XVI i XVII w., także polonika w bibliotekach zagranicznych, proweniencje druków XVI-wiecznych z Biblioteki Jagiellońskiej i opracowanie druków z księgozbioru Jana Brożka.

Dr Monika Jaglarz – jej zainteresowania obejmują opracowanie rękopisów i edycję źródeł nowożytnych, w tym dokumentów dotyczących demografii staropolskiej, a także historię książki i księgarstwa w Polsce, a szczególnie w Krakowie w XVI–XVII w.

Dr Wojciech Świeboda – zajmuje się średniowiecznymi rękopisami łacińskimi, prowadzi prace badawcze z zakresu dyplomatyki średniowiecznej oraz historii innowierców. Jest współautorem katalogu dyplomów pergaminowych Biblioteki Jagiellońskiej.

Wymieniając istotne efekty prac badawczych prowadzonych w Bibliotece Jagiellońskiej, warto wskazać na dotychczas opublikowane tomy katalogów (np. Katalogu łacińskich rękopisów średniowiecznych BJ, Katalogu druków XVI wieku ze zbiorów Biblioteki Jagiellońskiej w Krakowie) oraz inwentarzy i indeksów (np. Inwentarz rękopisów Biblioteki Jagiellońskiej).

Do rozwoju nauki przyczyniają się także badania, których efektem są publikacje książkowe (np. Repertuar wydawniczy drukarni Franciszka Cezarego Starszego 1616-1651, autorstwa Mariana Malickiego, lub Poczet rektorów Uniwersytetu Jagiellońskiego 1400 – 2000, autorstwa Zdzisława Pietrzyka).

Od 2010 roku działa też Jagiellońska Biblioteka Cyfrowa (jbc.bj.uj.edu.pl/dlibra) – platforma udostępniająca m.in. zbiory oraz cyfrowe kopie wydawnictw naukowych BJ.