Occupant l'étage d'une aile entière de l'abbaye, la bibliothèque bénédictine de Saint-Mihiel, achevée en 1775, rassemble dans un décor prestigieux le rarissime fonds d'ouvrages accumulés par les bénédictins du 9e s. à la Révolution : 9 000 volumes, parmi lesquels Missel de Toul, un incunable de 1502 (le premier livre imprimé en Lorraine), un livre de musique enluminé de 1463, et une partie de la bibliothèque du cardinal de Retz.