La biblioteca del Museo de Bellas Artes de Asturias es un centro para el estudio e investigación histórico-artística que presta especial atención a la documentación de los fondos del Museo. Se empezó a formar en 1980 y cuenta en la actualidad con una de las colecciones sobre Arte más importante de Asturias, que incluye monografías, publicaciones periódicas, obras de referencia y catálogos de subastas. Este tipo de publicaciones constituyen el grueso de una colección que supera los 30.000 volúmenes y que contiene unos 500 títulos de publicaciones periódicas, además de otro tipo de material como folletos, catálogos de mano de exposiciones, separatas, recortes de prensa y otras publicaciones menores. Cuenta con títulos sobre las diferentes disciplinas artísticas, en especial sobre pintura; además de sobre museología, colecciones de museos, conservación y restauración, historia y, por supuesto, todas las publicaciones editadas por el Museo.
A sus fondos se han ido sumando una parte de la biblioteca del historiador del arte Diego Angulo, adquirida en 1995, y la biblioteca personal de los artistas Amador, Aurelio Suárez y Luis Fernández, conjuntamente al archivo de éste último, que convierte al Museo en el principal centro de investigación de este pintor nacido en Asturias. Además, el Museo cuenta con diversos fondos documentales, como el archivo personal de Mariano Pola, y están depositados los de los arquitectos Juan Vallaure, Julio Galán Gómez y Julio Galán Carvajal.
Entre su fondo antiguo, la biblioteca atesora una serie de destacados títulos de la historiografía artística española: veinticuatro anteriores a 1801 y más de cuatrocientos correspondientes al siglo XIX, muchos de ellos con interesantes grabados y encuadernaciones. Puede destacarse en esta sección la serie de libros de viajes, que constituye un grupo representativo entre los que se publicaron sobre España durante el último tercio del siglo XVIII y todo el siglo XIX.