湛江图书馆古籍书库藏有古籍600余部9000余册和民国线装书籍10000多册，其中古籍善本47部，710册。2016年6月，湛江市图书馆被评为第二批广东省古籍重点保护单位。其中，《五礼通考二百六十二卷目录二卷首四卷》入选第二批《广东省珍贵古籍名录》。馆内藏有《诸子品节五十卷》、《世说新语补二十卷》、《觚賸八卷續編四卷》、《徐文长文集三十卷》、《白田草堂存稿二十四卷附錄一卷》、《詞林典故八卷》、《羅浮山志會编二十二卷》等和一批珍贵的地方志。