Aujourd'hui, le fonds patrimonial de la Médiathèque comprend plus de 4 000 ouvrages antérieurs au 19e siècle (dont quatre incunables), 20 000 livres publiés au 19e siècle et une centaine de manuscrits. On y dénombre également plus de 700 titres de périodiques anciens, un ensemble iconographique d'environ 2 500 cartes et plans, près de 1 000 documents sur l'Aunis et la Saintonge et 2 200 cartes postales anciennes.
Parmi les donations importantes, il faut signaler les 2 000 volumes légués par Pierre-Adolphe Lesson, en particulier les atlas zoologiques et botaniques illustrés, issus des voyages scientifiques de circumnavigation, ainsi qu'un ensemble de manuscrits inédits sur l'Océanie au 19e siècle.
Parmi les pièces principales du fonds, on peut retenir les deux tomes des "Oiseaux Dorés ou à reflets métalliques" (1802) du peintre graveur et naturaliste rochefortais Jean-Baptiste Audebert (1759-1800) et les journaux du forçat Jean-Joseph Clemens sur la vie quotidienne au bagne de Rochefort.
La Médiathèque conserve aussi un fonds documentaire très riche consacré à Pierre Loti, dont le fleuron est le manuscrit du journal intime du célèbre écrivain rochefortais.