Nach intensiver Arbeit der ehrenamtlichen Bibliothekare konnte bereits 1870 der erste gedruckte Katalog erscheinen. Drei Nachträge folgten 1873, 1879 und 1893. Eine erweiterte Zettelkartei erfaßt gegenwärtig auch die Neuzugänge der letzten Jahrzehnte. Besondere Verdienste bei der Erschließung des Buchbestandes erwarben sich Dr. Eduard Heydenreich (1825-1915) und Oberschulrat Dr. Gustav Stephan (1861-1936), der 1928 neben einem Schlüssel auch ein Verfasser- und Sachverzeichnis zusammenstellte.

Die Erweiterung des Bestandes erfolgte wegen der ständig angespannten finanziellen Lage nur durch Schriftentausch mit anderen Vereinen. Diese Tauschtätigkeit wurde über Jahre hinweg kontinuierlich fortgesetzt. So unterhielt die Bibliothek 1886 einen Schriftentausch mit 22 Vereinen im Königreich Sachsen und 75 Vereinen außerhalb Sachsens: er reichte bis nach Graz, Wien, Hermannstadt (rumänisch Sibiu), Innsbruck, Prag, Riga, St. Petersburg und Zürich. Insgesamt bestanden Beziehungen zu 83 gleichgestellten Vereinen.

Die Vereinsbücherei war zunächst im selben Gebäude wie das Museum des Altertumsvereins untergebracht, dann bis 1903 im zweiten Obergeschoß des Städtischen Kaufhauses (heute Ratskeller) am Obermarkt 16, zusammen mit der Hauptabteilung der Städtischen Bücherei. Das Altertumsmuseum wurde 1930 als Kreismuseum dem Rat der Stadt unterstellt, die Buchbestände des Vereins gingen von da an in den Verantwortungsbereich des Museums über. Während des Zweiten Weltkrieges wurde der wertvolle Bestand durch aktive Mitglieder ausgelagert.