Tirant ses origines de la bibliothèque des rois de France, le département des Manuscrits conserve la plus importante collection au monde de manuscrits médiévaux, modernes et contemporains. Elle comprend de nombreuses copies anciennes, unica, textes scientifiques, manuscrits décorés et à peintures. Enrichies par des dons d’auteurs, d’hommes politiques ou d’universitaires, par des mécénats ou des achats, les collections sont encyclopédiques : chansons de geste, religions d’Orient et d’Occident, histoire moderne et contemporaine, manuscrits littéraires...
Les collections de manuscrits originaux sont complétées par des livres et revues en toutes langues, des microformes et des fac-similés. La salle de lecture est ouverte aux lecteurs de la Bibliothèque de recherche ; la consultation de certains manuscrits doit faire l'objet d'une autorisation spéciale.

Les collections du département des Manuscrits sont encyclopédiques : chansons de geste, romans arthuriens, langues romanes, littératures orientales, religions d’Orient et d’Occident, histoire ancienne, histoire des sciences, les manuscrits littéraires : Pascal, Diderot, Apollinaire, Proust, Colette, Sartre etc. Le « cabinet des titres » constitue avec les armoriaux les principales ressources en généalogie.

La collection des manuscrits comprend un nombre très élevé de copies anciennes, d'unica, de textes scientifiques, de manuscrits décorés et de manuscrits à peintures ainsi que des manuscrits sur une grande variété de supports et de formes (xylographes, estampages notamment).

La série thématique AA rassemble :

• Cartulaires de la cité. Coutumiers. Livre d'or et Mémorial.
• Chartes des rois, des princes, des évêques, des seigneurs et des villes relatives à la constitution et aux privilèges et franchises de la commune.
• Correspondance des souverains, corps d'état, gouverneurs et autres personnages et corps de ville avec la commune, concernant la situation politique et le gouvernement du royaume, de la province et de la ville (les lettres missives traitant d'objets particuliers sont classées dans les séries et dossiers concernant ces objets).
• Cérémonies; entrées solennelles des rois, des princes, des évêques, des gouverneurs.
• Nomination des députés aux États généraux ou provinciaux et délibération de ces États.
• Ambassades auprès des souverains et des villes.

La série ancienne thématique EE rassemble :

• Ban et arrière-ban, montres militaires, arbalétriers, archers, arquebusiers.
• Milices bourgeoises et troupes à la solde de la ville.
• Remparts. Fortifications, forts et batteries. Armes, artillerie. Poudres et salpêtre.
• Casernes, logements militaires; troupes de passage; réquisitions d'hommes, de chevaux, de vivres et de fourrages, transports militaires.
• Entretien des prisonniers militaires.
• Défense de la ville. Faits de guerre.
• Construction et armement de vaisseaux; entrées et sorties de navires de guerre; rapports de la municipalité avec la marine d'État; fortification des ports et des côtes; phares, etc.

La série H réunit ce qu'il subsiste des archives des établissements religieux confisquées et triées à la Révolution.
(Inventaire des Archives départementales des Yvelines par Henri Lemoine, refondu par Annick Bezaud, 2010)

La série ancienne thématique II contient :

• Tabellionages municipaux (minutes et protocoles provenant du tabellionages exercé par la municipalité, dans certaines villes).
• Documents acquis ou donnés.
• Inventaires et récolements anciens et modernes des archives anciennes et du mobilier.
• Cartes, plans (les plans pliés sont joints aux dossiers qu'ils concernent; sont seuls groupés ici les plans qui ne se rattachent à aucun dossier, ou ceux qui, en raison de leur format, doivent être rangés à part ; mais ils doivent, dans ce cas, être représentés à leur place ,normale par une fiche de renvoi) ; manuscrits et estampes.
• Documents municipaux ne se rattachant pas aux séries précédentes.

La série ancienne thématique HH contient :

• Taxes et mercuriales des grains et denrées de toute nature.
• Subsistances et approvisionnements.
• Règlements pour les moissons et les vendanges ; nominations de pâtres ; désignation de prairies pour les regains ; procès verbaux de clôture et d’abornement de terrains ; défrichements ; cours d’agriculture.
• Épizooties, foires et marchés.
• Usines, manufactures, colportage, exploitations.
• Règlements de commerce. Corporations d’arts et métiers, statuts.
• Administration du port. Marine de commerce. Pêche maritime. Commerce maritime. Ecole de marine. Cours d’hydrographie.
• Diligences, relais. Poste aux lettres.