De afdeling Oude en kostbare drukwerken werd na de Tweede Wereldoorlog opgericht. Franz Schauwers, de eerste conservator, verzamelde uit de algemene collectie drukwerken een keur van kostbare en zeldzame boeken. Een groot deel van de werken putte hij uit de belangrijkste collecties oude drukken van de Koninklijke Bibliotheek: de verzameling Van Hulthem, aangekocht door de Belgische staat in 1837, en de verzameling Ville de Bruxelles, verworven in 1842. Deze verzamelingen bestrijken alle domeinen van de menselijke kennis. Hetzelfde geldt bijvoorbeeld ook voor de "Classes", de eerste aanwinsten gedrukte werken van 1838 tot 1851, en de "IIde reeks", de aanwinsten uit de periode 1852-1909. Ook de latere reeksen droegen een niet onaanzienlijk deel bij. Sommige verzamelingen werden in hun geheel voor de Koninklijke Bibliotheek aangekocht. De oudste en de zeldzaamste muziekdrukken uit de verzameling François-Joseph Fétis, verworven in 1872, bevinden zich eveneens in de afdeling Oude en kostbare drukwerken.

Van de verzameling van de Berlijnse professor, Johann Müller, bevinden zich dan weer een aantal bijzondere natuurwetenschappelijke drukken in de rekken. Deze collectie werd in 1861 aangekocht en bevat vooral drukken op het gebied van de biologie en de medische wetenschappen en dit tot het midden van de 19de eeuw. De verzameling Winiwarter (1966) bestaat uit een duizendtal geïllustreerde Japanse drukken uit de 17de en de 18de eeuw. Verschillende criteria speelden bij de vorming van de collectie een rol. Kwamen in aanmerking: onder andere de drukken uitgegeven vóór 1540, alle Belgische werken vóór 1600, in Groot-Brittannië gedrukte werken vóór 1640. Voor de werken die na deze data het licht zagen, werd een keuze gemaakt die rekening hield met de zeldzaamheid van de druk, de illustraties, de boekband, de herkomst, enz. Bovendien lag toen zoals nu, en dit geldt voor de ganse Koninklijke Bibliotheek, de nadruk op de Belgische boekproductie, op werken die op één of andere manier met België in verband staan (bv. illustrator, auteur, boekband), maar evenzeer op de mijlpalen uit de geschiedenis van het gedrukte boek en het menselijke denken. Heel wat werken van humanistische auteurs worden in de afdeling bewaard. De geschiedenis van de Zuidelijke Nederlanden, de geschiedenis van de wetenschappen, de Nederlandstalige en Franstalige literatuur en de polyfone muziek zijn goed vertegenwoordigd. Doorheen de verzameling boekbanden die in de afdeling bewaard wordt, kan men zich een beeld vormen van de evolutie van de boekbindkunst (15de-20ste eeuw). Op dit ogenblik bevat de afdeling Oude en kostbare drukwerken zo'n 45.000 drukken waaronder meer dan 3.000 incunabelen, boeken uit de beginperiode van de boekdrukkunst (gedrukt vóór het jaar 1501).

Na de oprichting van de afdeling in 1945 verrijkten verschillende belangrijke schenkingen de afdeling. Zo bevindt zich hier de Voltaire-verzameling van graaf de Launoit (1954) en de bibliotheek van Mevrouw Louis Solvay (1962). Deze verzameling bevat o.a. een aantal boeken geïllustreerd door Franse kunstenaars uit de 20ste eeuw en een indrukwekkende collectie moderne Franse boekbanden. Het legaat van de Antwerpse chirurg, baron Ludo Van Bogaert, is dan weer rijk aan moderne Franse literatuur in bijzondere uitgaven en autografen. In 1994 legateerde Mevrouw Irène Hamoir-Scutenaire de bibliotheek van haar echtgenoot, Louis Scutenaire, aan de afdeling. Deze verzameling bevat werken in verband met het (Belgische) surrealisme en de inspiratiebronnen van deze beweging. Sinds de instelling van het Belgisch Wettelijk depot in 1966 worden ook alle Belgische bibliofiele uitgaven in de afdeling bewaard.


De afdeling kwam tot bloei na de oprichting van het Nationaal centrum voor de archeologie en de geschiedenis van het boek in 1958. Het personeel organiseert of werkt mee aan talrijke tentoonstellingen en publiceert catalogi, monografieën en artikels in verband met het Belgische boek, de boekbindkunst en de drukkerswereld. Jaarlijks werkt de afdeling mee aan de Annual Bibliography of the History of the Printed Book and Libraries. Vanaf 1999 wordt in een project gefinancierd door de Federale diensten voor wetenschappelijke, technische en culturele aangelegenheden de Brusselse boekproductie uit de 17de en de 18de eeuw gecatalogiseerd (Zie Catalogus Brusselse drukken). Het personeel van het Nationaal centrum voor de archeologie en de geschiedenis van het boek werd in 1997 in de afdeling geïntegreerd. De afdeling is zelf verantwoordelijk voor de aanwinsten, de catalogisering en de conservering en restauratie van de verzameling. Van 1958 tot 2000 werden zo'n 12.000 nummers verworven.