Im Diözesanarchiv in der Brixner Hofburg ist neben dem Hofarchiv und dem Konsistorial-/Ordinariatsarchiv auch das Archiv des Domkapitels untergebracht. Auch die Bibliothek des Domkapitels wird dort verwahrt. Die Domkapitelbibliothek setzt sich hauptsächlich aus Privatbibliotheken bedeutender ehemaliger Brixner Domherren zusammen: So finden wir etwa zahlreiche Besitzvermerke der Domherren Ambros Yphofer, Dominikus Anton Altspaur, Wolfgang Rorbach, Gregor Angerer oder Balthasar Vintler. Auch Bücher aus dem Besitz von Brixner Bischöfen lassen sich nachweisen, z.B. von Johann Röttel, Hieronymus Otto Agricola, Christoph Andreas von Spaur, Anton Crosini, Leopold Maria Josef Spaur oder Weihbischof Johann Kneufl.
Zahlreiche Bände der Domkapitelbibliothek tragen das gemalte Wappen oder den Besitzvermerk von Christoph Andre Linder von Gärnstein, der u.a. als Pfleger in Anras (Osttirol), fürstbischöflicher Hofsekretär, Rat und Kammermeister in Brixen wirkte. Zudem lassen sich einige Bücher aus dem Besitz der Adelsfamilie Wolkenstein-Rodenegg anhand von Supralibros und handschriftlichen Besitzeinträgen nachweisen.
39 Werke tragen den handschriftlichen Besitzvermerk der ehemaligen Benediktinerabtei Mehrerau in Bregenz, darunter 25 Inkunabeln und 14 Frühdrucke. Die Benediktinerbibliothek von Mehrerau wurde im Zuge der Bayerischen Klosteraufhebung 1806 in alle Winde zerstreut. Einige Bücher gelangten in die Bibliothek des Brixner Priesterseminars, ca. 30 Mehrerauer Inkunabeln sollen nach dem Zweiten Weltkrieg von einem amerikanischen Offizier in einer Südtiroler Burg entdeckt und dem Brixner Diözesanmuseum übergeben worden sein.
Eine Besonderheit der Bibliothek stellen fünf ehemalige Kettenbücher dar, von denen zwei noch über eine metallene Halteöse am Hinterdeckel verfügen, während bei den anderen lediglich das Bohrloch am Hinterdeckel erhalten geblieben ist.
Die Domkapitelbibliothek umfasst etwa 1.450 Bände, darunter zum Großteil Drucke des 16. und 17. Jahrhunderts (jeweils 30%) sowie eine stattliche Sammlung von 191 Inkunabeln. Der Anteil der Tirolensien am Gesamtbestand beträgt 10%.
Inhaltlich umfasst der Bestand vor allem theologische Werke, insbesondere zu Kirchen- und Zivilrecht, Patristik, Homiletik, Bibelwissenschaften und Kontroverstheologie. Darüber hinaus enthält der Bestand in geringem Umfang weltliche Werke zu den Themenbereichen Literatur, Philosophie, Geschichte oder Naturwissenschaften.
Die Erfassung der Domkapitelbibliothek erfolgte von Herbst 2023 bis Herbst 2024 durch die Servicestelle Betreuung Historischer Bibliotheken.