De in 1572 door hertog Julius in het slot opgerichte bibliotheek was onder de geleerde boekverzamelaar en vredesvorst hertog August de grootste Europese boekencollectie en werd als het achtste wereldwonder beschouwd. Het huidige bibliotheekgebouw werd in 1883 tot 1887 in de stijl van een Florentijns palazzo gebouwd en verving de bouwvallige beroemde bibliotheeksrotonde uit de 18e eeuw.
Tegenwoordig bevindt zich achter de imposante muren een moderne onderzoeksbibliotheek van internationale allure met een collectie van ca. 1 miljoen banden. In de ruimtes van de bibliotheek, zoals de Augusteerhalle, de schatkamer, de Globensaal, het kabinet en de Malerbuchsaal, kunnen bezoekers uit de gehele wereld de bibliofiele schatten uit het verleden bewonderen. De grootste schat in de Bibliotheca Augusta en de grootste trekpleister is echter zonder twijfel het in 1983 in Londen voor 32,5 miljoen mark geveilde Evangeliarum van Hendrik de Leeuw, een van de mooiste en kunsthistorisch waardevolste handschriften van de middeleeuwen, dat nu zijn definitieve plaats in Wolfenbüttel heeft gevonden.
De Herzog August Bibliothek zal naar verwachting tot de herfst van 2021 haar museumactiviteiten sluiten vanwege bouwwerkzaamheden.