Als mittelalterlich werden alle Handschriften bezeichnet, die vor 1520 entstanden sind. Diese Sammlung umfasst etwa 230 Bände. Die älteste vollständig erhaltene mittelalterliche Handschrift aus den 1020er Jahren ist das Reichenauer Epistolar (Hildesheimer Orationale). Es gehört zu einer Gruppe von Handschriften aus der Reichenauer Malschule, von denen einige in das UNESCO Weltdokumetenerbe aufgenommen wurden. Zu den herausragenden Manuskripten gehört auch der Albani-Psalter aus dem 12. Jahrhundert.
Darüber hinaus wird eine Reihe von Fragmenten aufbewahrt, deren älteste bis in die Gründungszeit des Bistums zurückreichen. Die Sammlung deckt eine erhebliche inhaltliche Bandbreite von medizinischen und juristischen Schriften, klassischen sowie humanistischen Werken ab.
Der überwiegende Teil der Handschriften ist in einem modernen Katalog beschrieben (s. Kataloge und Recherche). Unter den dort nicht erfassten Werken befinden sich einige Neuerwerbungen: ein scholastisches Traktat der Hildesheimer Fraterherren, entstanden 1478/80; ein Psalterium aus dem Hildesheimer Kloster der Augustinerchorherren (Sültestift) (13./15. Jh.); sowie eine Handschrift des mystischen Traktats „Sieben Wege zur Ewigkeit“ des Franziskaners Rudolf von Biberach (2. Hälfte 14. Jh.), das aus der Klosterbibliothek der Hildesheimer Magdalenerinnen stammt.
Eine Übersicht über diese und andere bisher nicht erfassten Werke befindet sich im Aufbau.