範欽為了保護藏書而訂立了嚴格的族規，如女子不得上樓。世代的子孫嚴格遵循“代不分書，書不出閣”的遺教，但終因年代過於久遠，藏書還是有很多的失散。公元1808年（嘉慶十三年），閣內的藏書實有4094部，***53000多卷。鴉片戰爭時，英國侵略者掠去了《壹統誌》等數十種古籍。鹹豐年間（公元1851～1861年），又有盜賊潛入閣內，偷去了許多的藏書，轉賣給法國的傳教士和造紙廠。後來又經歷了許多的變故，到1940年，閣內的藏書僅存1591部，***13038卷。新中國成立後，政府為了保護天壹閣，專門設置了管理機構，探訪得到了流失在外的3000多卷原藏書，又增入當地收藏家捐贈的古籍，現藏珍版善本達到了8萬多卷。
範欽的私人藏書歷經十三世，保存四百余年，雖然也有過幾次大的失竊，但事後範氏族人又會想方法不惜重金贖回。歷代藏書家很多，其藏書能保存百年以上的並不多見，而範氏藏書卻保存至今，這與範欽對藏書的管理制度密不可分。天壹閣藏書制度規定：“煙酒切忌登樓”、“代不分書，書不出閣”、還規定藏書櫃門鑰匙由子孫多房掌管，非各房齊集不得開鎖，外姓人不得入閣，不得私自領親友入閣，不得無故入閣，不得借書與外房他姓，違反者將受到嚴厲的處罰，還制訂了防火、防水、防蟲、防鼠、防盜等各項措施。正因為如此，天壹閣的藏書才得以保存到今日。“外姓人不得入閣”壹條，使得天壹閣的藏書不為外人所知，直到1673年（清康熙十二年）明末清初思想家黃宗羲才有幸成為外姓人登閣第壹人。允許黃宗羲登閣的是範欽曾子孫（四世孫）範光燮。自此以後天壹閣才進入相對開放的時代，但仍只有壹些真正的大學者才會被允許登天壹閣參觀。
天壹閣之名，取義於漢鄭玄《易經註》中“天壹生水”之說，因為火是藏書樓最大的禍患，而“天壹生水”，可以以水克火，所以取名“天壹閣”。書閣是硬山頂重樓式，面闊、進深各有六間，前後有長廊相互溝通。樓前有“天壹池”，引水入池，蓄水以防火。公元1665年（康熙四年），範欽的重孫範文光又繞池疊砌假山、修亭建橋、種花植草，使整個的樓閣及其周圍初具江南私家園林的風貌。
清代思想家，歷史學家黃宗羲曾獲準在天壹閣翻閱了全部藏書，把其中流通未廣者編為書目，另撰《天壹閣藏書記》留世。
20世紀90年代以來，寧波市人民政府先後將緊鄰天壹閣的陳氏宗祠、聞家祠堂和秦氏支祠，以及白雲莊、銀臺第、鼓樓、天封塔、伏跗室等文保單位（點）納入天壹閣統壹管理，並在陳氏宗祠內增設《麻將起源地陳列》、白雲莊設置了《浙東學術文化陳列》、銀臺第開設官宅博物館；秦氏支祠、白雲莊相繼列入第五批、第六批全國重點文物保護單位行列。