浙江大學圖書館現由壹個總館和五個分館組成。總館設在玉泉校區圖書館大樓內，分館分別為科技分館（玉泉校區）、文理分館（西溪校區）、農業分館（華家池校區）、醫學分館（紫金港校區）、基礎分館（紫金港校區）。各分館的館藏和服務有著不同的學科與專業特色。在玉泉校區分館設立了由香港實業家倪鐵城先生捐資興建的浙江大學“倪鐵城人文圖書館” 以及為答謝美籍華裔科學家袁紹文博士對浙江大學捐贈而專門設立的“袁氏工程圖書館”。
浙江大學圖書館總館由辦公室、采訪中心、編目中心、系統中心和數字圖書館研究與發展中心組成。辦公室主要處理圖書館日常行政事務，包括人事、財務、文書、信息、接待以及後勤等方面；采訪中心的主要工作是根據學校的性質任務以及教學、科研的需要，負責各類文獻資源的采購、收集和交換；編目中心主要是對館藏文獻資源進行整序、揭示和組織，把無序的文獻加工整理成可供檢索的、具有科學體系的文獻集合體；系統中心主要負責圖書館自動化管理系統軟、硬件的維護和管理，保證各校區圖書館自動化系統（HORIZON）、各類服務器及內部網絡的正常運行，保證圖書館各類數字資源的正常開放，負責圖書館門戶網站及其他業務軟件的自主開發和維護；數字圖書館研發中心以CADAL項目建設成果為基礎，統壹管理全省、全國和國際性數字圖書館項目實施，跟蹤研究數字圖書館技術發展動態，構建具有國際先進水平的數字圖書館服務平臺和研發平臺。此外，教育部科技查新工作站（Z09）亦隸屬於總館，在科技、農業、醫學等分館設立服務窗口。總之，圖書館總館主要側重於技術服務工作和後勤保障工作，分館則側重於讀者服務工作。 收藏的文獻以理工類為主,兼收經管文，特別是在機械、儀表、電力、電子、化學化工、光學等學科方面有較強的實力。館內收藏包括圖書、期刊、報紙、會議文獻、縮微資料、光盤等多種類型的文獻約132萬冊。
科技分館擁有近100臺電腦的電子閱覽室等設備，圖書館管理已經實現了計算機管理，其服務功能正由傳統向現代化邁進。通過校園網實現了與文理分館、農業分館、醫學分館及基礎分館的資源***享，以及各分館之間的文獻通借通還。同時還為校內外讀者提供網絡數據庫檢索、科技查新、原文傳遞等服務。 浙江大學圖書館文理分館（原杭州大學圖書館）位於西溪校區，前身是始建於1897年的求是書院藏書樓。現有館舍面積15240平方米，圖書、報刊庫17個，閱覽室10個，專業研究室5個，閱覽座位800多個，是西溪校區的標誌性建築之壹。
經過幾代人的辛勤努力和近百年的發展積累，文理（西溪）分館已形成文理兼收，文史哲文獻和基礎學科文獻收藏較為豐富的藏書特色。藏書已達146萬冊。其中線裝書12萬冊，外文圖書近20萬冊，中外文合訂本報刊23.8萬余冊。2000年建立“敦煌文獻資料中心”（與敦煌研究所合建）、社科大型文獻閱覽中心。此外，還收藏了壹部分學術價值較高的縮微膠片、電子出版物。
文理分館在實踐圖書館傳統功能的同時，也著眼於現代化建設。圖書館基本實行計算機化管理，可同時為館內和校園網讀者提供館藏機讀目錄、光盤數據庫和國際聯機網絡數據庫檢索等服務。 浙江大學圖書館農業分館（原浙江農業大學圖書館）位於美麗的華家池畔，前身是始建於1925年的安生圖書館。現有館舍面積11000平方米，閱覽座位1100席，是華家池校區的標誌性建築之壹。
經過八十余年的發展，農業（華家池）分館已成為浙江省最大的農業與生物文獻收藏與服務機構之壹，尤其在農學、園藝學、土壤學、植物保護學、畜牧獸醫學、環境科學、食品科學、農業經濟等學科文獻的收藏上具有較大優勢。分館現有館藏文獻59.7萬冊，其中中外文圖書39萬冊，中外文合訂本報刊20萬余冊。同時，農業分館是中國農學會農業圖書館分會、中國農學會科技情報分會、浙江省圖書館學會、省中心圖書館委員會和高校圖書館情報工作委員會常務理事（委員）館，並為聯合國糧農組織文獻專藏館之壹。
隨著Horizon管理系統的啟用和壹大批現代化設備的投入使用，農業分館的服務功能正由傳統向現代化邁進。通過校園網實現了與科技分館、文理分館、醫學分館及基礎館的資源***享。 浙江大學圖書館醫學分館（原浙江醫科大學圖書館）位於紫金港校區，前身為浙江醫學專門學校圖書室，成立於1912年6月1日，是我國自辦的最早的醫藥院校圖書室之壹，1960年4月改名為浙江醫科大學圖書館，1999年新的浙江大學成立後，成為浙江大學圖書館醫學分館，2006年8月從湖濱校區搬遷至紫金港校區新館，並於10月8日對全校師生試開放。新館建築面積11494平方米（含報告廳622平方米及配套快餐廳417平方米）。醫學分館設有中文圖書、外文圖書、中文期刊、外文期刊、參考工具書、電子資源等7個閱覽室，小研究室24間，教師研究室5間和討論室1間。另有密集書庫和夾層書庫各壹個。全館***有閱覽、檢索座位590個，沙發座位92個。讀者用計算機102臺，工作人員用機近20臺；自助借還書儀1臺；並在3個期刊閱覽室配置自助復印機。
醫學分館的藏書以醫學、藥學和生命科學為主，除了湖濱校區圖書館原有的專業館藏以外，已將原藏於玉泉、西溪兩個校區圖書館的醫學、藥學和生物學文獻經統壹分編後集中收藏，***有藏書52余萬冊。其中期刊3700余種，12.8萬冊；圖書17.8萬種，39.6萬冊；線裝書5千余冊，其中善本圖書有82種637冊。
浙江大學圖書館醫學分館是浙江省衛生系統課題申報查新和鑒定檢索的主要服務單位，醫藥學查新咨詢也是醫學分館的服務特色之壹。根據網絡信息資源迅速增長的趨勢，分館於2005年6月進行醫學、病理學學科門戶網站的建設，網上組織整理的各類資源日趨豐富。 浙江大學基礎分館於2002年初開始建設，2003年10月27日開放，成為浙江大學紫金港校區標誌性建築之壹。基礎分館建築面積23100平方米，閱覽座位1600個。以收藏人文社科、自然科學、工程技術等各學科的基礎理論和教學參考書為主要特色。現收藏圖書38.2萬冊，訂閱期刊約1800種，報紙110種。設有中外文圖書、報刊、電子閱覽、視聽等7個大型閱覽室及1個密集書庫。配合新生教育的“新生推薦書”陳列於基礎分館二樓書庫。收集、展示、保存本校教職工及校友著作的“浙大文庫”也設在基礎分館。基礎分館在壹、二層設立了文化長廊，經常舉辦各種主題展覽，還設置了“愛心島”，為“圖書漂流”的公益活動提供了壹個良好的平臺。
浙江大學基礎分館根據先進的現代圖書館服務理念進行設計，整個大樓以大平面、大格局、大開放、網絡化、智能化及綠色環保為主基調，處處體現了方便讀者的人文關懷。在功能劃分上首先突出了大廳的綜合信息輸出反饋功能，讀者可以通過先進的觸摸屏系統、IPAC書目檢索系統、電子公告系統以及咨詢臺，獲得有關書目、大樓導航、怎樣利用圖書館、檢索方法等多種知識型和消息型信息。同時壹改傳統的書庫、閱覽室分開的模式，將藏書和閱覽合而為壹，讀者在同壹閱覽室內可輕松實現借書、閱覽、自修、檢索、咨詢等多種需求。基礎分館著意利用先進的管理手段和現代化設備去營造學生自主利用圖書館、自主學習研究的氛圍，培育溫馨的人文氣息，同學們可以帶著自己的書籍和學習用品自由出入。 “浙大文庫”已經成為收集、保存本校教職工及校友著作的重要基地和展示窗口，其前身為始建於1996年的杭大文庫，1998年四校合並後正式成立浙大文庫。通過個人捐贈、學校相關部處轉贈、購買、館藏調撥、復印等方式，浙大文庫至今***收集到教師和校友的著作及浙大出版的期刊約9000種，成為收藏最為豐富的高校文庫之壹。在正常的情況下，浙大文庫藏書的年增長量約為500種。文庫還編印了《高校文庫工作通訊》（內部刊），對全國的文庫工作情況進行報導和研究。
浙江大學圖書館的古籍特藏也是很有特色的，特別是文理分館，收藏了線裝書12萬余冊，其中善本書1350余種，1．9萬余冊。在文理分館、醫學分館、農業分館都專門設立了古籍閱覽室，為讀者提供古籍的閱覽和咨詢服務。
此外，圖書館還有敦煌學、地方誌、標準、袁氏工程圖書館等特色收藏。