El patrimonio bibliográfico de la Biblioteca Central Militar está compuesto por casi 200.000 ejemplares de monografías, de los que más de 40.000 son anteriores a 1901. Hay entre ellos un incunable, casi 400 ejemplares de los siglos XVI y XVII, unos 2.500 del siglo XVIII y más de 38.000 del XIX. Además conserva más de 2.000 manuscritos de épocas y contenidos muy diversos.
Las temáticas son muy diversas, destacando el ámbito militar: legislación, ordenanzas, armamento, sanidad, uniformes…, así como notables colecciones de obras de carácter científico-técnico, histórico y humanístico.
Su colección de publicaciones periódicas españolas y extranjeras reúne unos 1.900 títulos, destacando las revistas y prensa castrense del s. XIX, pero también otras de temática no militar: guías de forasteros, gacetas, diarios oficiales, almanaques, memorias, anuarios y boletines de numerosas instituciones. Actualmente y con distinta periodicidad, la Biblioteca recibe medio centenar de publicaciones periódicas impresas en curso.
Sus fondos audiovisuales están formados por más de más de 7.000 obras sonoras en distintos soportes (discos de pizarra y vinilo, CD, DVD…) que incluyen himnos militares de diversos países y música clásica y popular, además de unos 200 vídeos con grabaciones sobre temas militares e históricos. Complementa su patrimonio musical una colección de música impresa con más de 2.000 partituras, partichelas y libros recopilatorios.