陕西省图书馆庋藏着丰富的珍品文献，从线装古籍到近代图书报刊，从古字画到碑帖拓片，数量和品种及珍稀程度都在陕西位居前列。其中善本古籍2892部，入选《中国古籍善本书目》的281部，入选《国家珍贵古籍名录》的36部。宋元时期的佛经总汇《碛砂藏》、元建安刻本《增刊校正王状元集注分类东坡先生诗》、雍正铜活字殿版《古今图书集成》、明天顺刻本《重刊襄阳郡志》、明成化刻本《书经直指》、明弘治刻本《典籍格言》、明嘉靖王延喆刻本《史记》和南京国子监刻本《史记》、清抄本《衍极》、清稿本《温与亨先生诗草不分卷》、《四书凝道录》等，均具有很高的版本、史料价值。

陕西省图书馆还收藏着碑帖拓片和古今字画近4000件，其中孔子庙堂之碑、大唐三藏圣教序碑、颜氏家庙碑、秦景教流行中国碑颂并序、董其昌书条、蒋廷锡牡丹立轴、刘墉书条、王文治七言联、孙星衍书条、左宗棠七言联、宋伯鲁书条、康有为题“兰台石渠”匾、朱益藩书二条、陆钢花卉立轴、石珩书条、贺瑞麟七言联等，堪称精品佳制，具有很高的艺术与收藏价值。

此外，陕西省图书馆还存藏着大量民国文献，如《申报》、《大公报》、《益世报》、《中央日报》等，特别是近代陕西地方报刊，如《西京日报》、《西北文化日报》、《群众日报》、《老百姓》、《西京平报》、《新秦日报》、《陕西国民日报》、《秦中官报》、《秦中公报》、《陕西省政府公报》、《西北妇女》、《烽火》等，是研究近代中国、特别是近代陕西不可或缺的珍贵资料。