Ядро монастырской библиотеки составили книги, привезённые на Патмос преподобным Христодулом. В 1103 г. была сделана первая опись монастырской библиотеки, сохранившаяся в копии 1200 г. Согласно этой описи, число книг достигало 330 единиц, из которых 267 были написаны на пергамене и 63 – на бомбицине. Среди них находились сочинение «Категории» Аристотеля, несколько списков аскетических сочинений Василия Великого, «Катехизиса» Феодора Студита, «Евергетиноса» Павла Евергетидского. Библиотека постоянно пополнялась за счёт вкладов. Значительное число рукописей было подарено монастырю, в том числе императорами, патриархами и знатными лицами. В XII в. в монастырь Иоанна Богослова поступили рукописи с Родоса, Хиоса и Крита. В XII в. в монастыре Иоанна Богослова существовал скрипторий, о чём свидетельствует запись 1180 г. в рукописи. Хранящееся в монастыре великомученицы Екатерины на Синае Евангелие-тетр XII в. было написано «на Патмосе в пещере Апокалипсиса монахом Иоанном при игумене Феоктисте», о чём говорится в колофоне. Каталог, составленный в 1890 г. И. Сакеллионом, охватывает 855 рукописей (292 пергаменные, 563 бумажные) и 35 свитков. Ряд рукописей из монастыря Иоанна Богослова оказался в других библиотеках: например, важнейший из кодексов, содержащих сочинения Платона, который принадлежал Арефе Кесарийскому, – в Оксфорде. В настоящее время в библиотеке хранятся 1067 рукописей (из которых 178 имеют точную дату), 125 документов византийского периода и более 13 тыс. поствизантийского периода, около 3 тыс. печатных книг: около 1 тыс. книг XV–XVIII вв. (в том числе 11 инкунабул XV в.) и более 2 тыс. книг XIX в. Древнейшая рукопись – фрагмент Пурпурного Евангелия VI в., части которого хранятся в Российской национальной библиотеке, в Австрийской национальной библиотеке в Вене, в Британском музее, в Ватиканской библиотеке и в Византийском музее в Афинах. Листы пергамена окрашены пурпуром, текст написан серебром и золотом. Большую часть собрания составляют богослужебные книги и творения св. отцов, около 50 рукописей – книги канонического содержания. Кроме того, среди рукописей встречаются медицинские трактаты, словари, трагедии Софокла, исторические сочинения, в том числе древнейший список «Исторической библиотеки» Диодора Сицилийского (X–XI вв.), «Хроника» Георгия Амартола (X–XI вв.). В монастырской библиотеке находятся древнейшие из сохранившихся списков Типикона Великой церкви (IX–Х вв.) и Анфологиона (XI в.). Среди гимнографических и музыкальных рукописей особое значение исследователи придают Кондакарям (XI в.), содержащим творения Романа Сладкопевца, и Ирмологионам (начало XI в., XII в.), а из агиографических текстов наибольший интерес для исследователей представляет Минологий (Х в.).