Le dernier catalogage établi en 1954 par Cécile Giteau, conservatrice des bibliothèques, recense 3 369 volumes (2 591 titres) et une cinquantaine de manuscrits des XVIIe et XVIIIe siècles.
La bibliothèque du chapitre possède un fonds important d’ouvrages liturgiques (missels, bréviaires…) ou de théologie. Parmi eux, de nombreux livres de controverse consacrés aux querelles religieuses entre catholiques, jansénistes et calvinistes. Une édition originale des Provinciales (1656) de Blaise Pascal par exemple, ou les œuvres de Jean Calvin (1509-1564). Le théologien initiateur de la Réforme protestante est né à Noyon où un musée lui est dédié. Gérard Cauvin, son père, était administrateur des biens du chapitre. Il destinait d’ailleurs son fils à la prêtrise avant que ses relations avec les chanoines ne se dégradent.
Au sein de la bibliothèque se trouve un ensemble assez disparate d’écrits profanes : livres de rhétorique, d’histoire, manuels pratiques et ouvrages techniques (agriculture, chimie…). Les œuvres de grands penseurs tels que Platon, Tite-Live ou Érasme sont aussi représentées. Une édition des Essais de Montaigne datée de 1635 est la plus intéressante. Imprimée chez Jean Camusat à Paris, elle est dédiée au Cardinal de Richelieu et préfacée par Mademoiselle de Gournay. L’auteur y apparaît en buste dans un médaillon avec sa devise « Que scay-je ».
Quatre incunables datés de 1481, 1482, 1484 et 1497 sont conservés à la bibliothèque du Chapitre. Originaires de Mantoue, Bâle, Nuremberg et Lyon, ils ne valent pas le fleuron des collections : un très rare Recueil de motets, messes et magnificats (1534-1540) édité par Pierre Attaingnant, imprimeur-libraire originaire de Douai installé rue de la Harpe, à Paris.
Il s’agit d’une donation de Paul Penon, chanoine de la cathédrale mort en 1689. Les motets sont des compositions musicales vocales, avec ou sans accompagnement instrumental, apparues vers le XIIIe siècle. Le précieux recueil comprend douze livres de motets, deux livres de magnificats et trois livres de messes écrits par les meilleurs compositeurs de l’époque.
