Oddělení základní knihovny získává a uchovává knihovní fondy, které jsou v rámci Knihovny Národního muzea početně i druhově nejrozsáhlejší.
V počátcích budování muzejní knihovny tematicky převažovala literatura z oborů přírodních věd, dostatečně však byla zastoupena i literatura společenskovědní. Hlavním zdrojem doplňování knihovních fondů byly v minulosti převážně dary a odkazy příznivců Muzea. Prvním z nich, který se stal zároveň základem budování knižních sbírek, byl rozsáhlý soubor převážně přírodovědné literatury hraběte Kašpara Sternberga. V pozdějších letech byly doplňovány i jinými způsoby. Od roku 1854 postupovalo Knihovně Národního muzea pražské policejní ředitelství část svých cenzurních výtisků, pro něž již nemělo další uplatnění. Tímto způsobem se zachovala značná část tehdejší tištěné produkce.
Vzácnou část knihovních fondů tvoří rozsáhlá sbírka slovanské literatury 19. století. Na jejím vytváření se významně podílel tehdejší bibliotékář Václav Hanka, který díky svým odborným stykům se zahraničním, zvláště s Polskem a Ruskem, tuto literaturu pro knihovnu získával výměnou.
Specifikem Knihovny Národního muzea jsou tzv. knižní celky. Jedná se o soukromé knihovny význačných osobností české vědy a kultury, které jsou uchovávány v původní podobě a často i uspořádání. Mají velký kulturněhistorický a literárněvědný význam a jsou důležitým pramenem ke studiu života a díla jejich původních majitelů. Ve většině případů jde o knihovny známých osobností významných svým profesním a společenským postavením. Ať už jsou to spisovatelé (např. Jan Neruda, Jakub Arbes, Julius Zeyer), novináři (např. Josef Václav Frič), nakladatelé (např. Jan Otto, Václav Petr), umělci (např. Ema Destinnová, Marie Hübnerová, Karel Höger), grafici, knihtiskaři, překladatelé, literární kritici a historici či mnozí další.
Mezi nejstarší knihovny, které se současně svou velikostí a významem řadí k nejdůležitějším, patří osobní knihovny dvou představitelů českého národního obrození – Františka Palackého a Pavla Josefa Šafaříka. Obě dvě byly původně umístěny ve střední části hlavního depozitáře v historické budově NM. V současné době jsou spolu s dalšími knižními celky uloženy v depozitáři v Terezíně. Ostatní historické i novodobé knižní fondy jsou mimo terezínský depozitář uloženy ve zrekonstruovaném hlavním depozitáři v historické budově NM a v dalších depozitářích v Praze.
Kromě knihoven významných osobností spravuje oddělení základní knihovny také několik knižních celků z majetku institucí. Nejvýznamnější z nich, získaná v roce 2007, představuje knihovna české sekce Radio Free Europe / Radio Liberty – Radio Svobodná Evropa.
Uvedené zvláštnosti základního fondu Knihovny Národního muzea vytvářejí její osobitý charakter, jímž se liší od ostatních vědeckých a odborných knihoven.
Do roku 1996 byl jedním z nejvýznamnějších zdrojů doplňování knihovních fondů povinný výtisk. Pro Knihovnu Národního muzea to znamenalo, že měla právo obdržet 1 výtisk od každé publikace, která vyšla na našem území. Náhradou za tuto odebranou výsadu je nyní Ministerstvem kultury ČR poskytování finančních prostředků na nákup tzv. placeného povinného výtisku. Knihovní fond je nyní doplňován převážně odbornou literaturou nejen české, ale i zahraniční produkce, získávané formou nákupu, výměny a darů.
Nové knižní přírůstky se v současnosti v oddělení zpracovávají podle katalogizačních pravidel RDA do knihovního systému Verbis. Systematicky postupuje také rekatalogizace staršího fondu s podporou grantových dotací. Část tzv. knižních celků je zahrnuta mezi muzejní sbírky, které tvoří v knihovně spolu s dalšími cennými fondy hlavní základnu výzkumu a badatelské činnosti.
