La colección de libros es la más numerosa de la biblioteca. La mayoría se encuentran disponibles en libre acceso, repartidos entre la colección de manuales para alumnos (AL), que recoge textos básicos de préstamo frecuente, y la colección de monografías de investigación (IN). Además existe un depósito donde se localizan los libros de poco uso (D) y los libros anteriores a 1960 (FA) que deben solicitarse en el mostrador de préstamo.

La Facultad está suscrita a las principales colecciones de libros electrónicos de matemáticas, que se pueden consultar desde el catálogo o directamente desde las plataformas de los editores.

Entre las colecciones particulares de la biblioteca de matemáticas las series ocupan un lugar destacado. Se trata de un repertorio seleccionado de números monográficos dedicados a los progresos más recientes dentro de las matemáticas: investigaciones actuales, puntos de vista novedosos, lecciones o conferencias sobre un nuevo campo, congresos, etc. 

Las revistas de la biblioteca de matemáticas forman una de las colecciones más importantes en este campo en España. Se encuentran colocadas en libre acceso disponibles para su consulta por cualquier usuario dentro de las instalaciones de la propia biblioteca. Además, la biblioteca cuenta con un buen número de revistas electrónicas accesibles desde el catálogo. 

Aparte de libros y revistas para el estudio, la biblioteca de Matemáticas también dispone de diversas colecciones de ocio.