C'est en 1837 que la bibliothèque publique de Lisieux voit le jour, à l'initiative du maire Pierre Leroy-Beaulieu. De deux petites pièces contiguës à la salle des délibérations de l'hôtel de ville, elle est transférée en 1864 dans l'aile de l'ancien palais épiscopal, face au jardin public.
En 2002, les collections sont une dernière fois déplacées pour occuper le bâtiment de l'actuelle médiathèque, place de la République.
Si le développement de la lecture publique à Lisieux reste une des missions essentielles de la médiathèque, la conservation, la mise en valeur et l'enrichissement du fonds patrimonial ne sont pas négligés. Un plan annuel d'acquisition, d'entretien et de restauration a été mis en place depuis 1987, auquel s'est ajouté, en 2014, un plan de numérisation.
Dans ce fonds à dominante religieuse, historique et littéraire, citons des ouvrages remarquables telle une Biblia sacra, bible de poche parisienne sur vélin du début du XIIIe siècle, et enluminée de nombreuses initiales historiées
Le Cartulaire de l'évêché de Lisieux, rédigé sur parchemin en français vers 1460 par ordre de l'évêque du diocèse Thomas Basin (1412-1491), consiste en un recueil d'actes de propriétés sur Lisieux et les localités voisines.
Notons aussi une belle série d'éditions du XVIe siècle, dont un intéressant recueil d'œuvres de Du Bellay. Galien, Euclide, Aristote, Pline, Érasme et les Pères de l'Église sont présents. Pour le XVIIe siècle, on notera un rare Recueil d'airs de musique de Nicolas Le Vavasseur (1593-1658), sorti des presses de Pierre I Ballard en 1626.
L'encyclopédique Histoire naturelle des orangers, de Risso et Poiteau, et ses planches aquarellées constitue une des pièces notables du tout début du XIXe siècle (1818).
détail de la planche Oranger de Gênes
Par ailleurs, Lisieux bénéficie, au XIXe siècle, comme bien d'autres bibliothèques, de dons importants du gouvernement, parmi lesquels plusieurs des grands monuments de l'édition consacrés aux voyages scientifiques et à l'égyptologie, telle l'Histoire de l'art égyptien de Émile Prisse d'Avennes.
Le fonds normand local est dominé par l'ensemble de notes et cahiers manuscrits très illustrés – dont les feuillets des Maisons de bois de Lisieux - du baron François Joseph Tardif de Moidrey (1860-1947), qui en fait don à la bibliothèque vers 1940.
Concernant également la ville de Lisieux, mentionnons le manuscrit cadastral aux couleurs délicates de l'Atlas de la ville de Lisieux, plan d'alignement exécuté par le géomètre Després, en 1820, pour servir la politique d'urbanisme des villes françaises de l'époque.