La Biblioteca Bertoliana prende il nome dal suo fondatore, il vicentino conte Giovanni Maria Bertolo (1631-1707), giureconsulto della Repubblica Veneta, il quale, in segno di gratitudine per aver avuto il privilegio della nobiltà vicentina, dichiarava già nel 1696 di voler donare la sua importante raccolta, purchè diventasse pubblica e fosse accolta in un luogo degno di questa donazione. Fu scelta la sede nel Palazzo del Monte di Pietà che fu in parte ristrutturato con l'aggiunta di locali appositi, su progetto dell'architetto Francesco Muttoni.

La Biblioteca fu aperta al pubblico nel 1708 in quella sede nella quale rimase per due secoli, fino a quando, rivelatisi insufficienti gli ambienti, fu trasferita nel 1908 nell'attuale sede di contrà Riale, già convento dei Padri Somaschi. Al cospicuo nucleo iniziale di circa novemila volumi costituito dalla Biblioteca del Bertolo, si aggiungeranno via via doni e lasciti da parte di eruditi locali. L'incremento maggiore venne intorno al 1874, con la donazione da parte del canonico Lodovico Gonzati, storico e bibliofilo vicentino, dell'intera sua collezione di manoscritti.

Nel 1881 venne affidato alla direzione della Biblioteca anche l'Archivio storico comunale detto "Archivio Torre", al quale si aggiunsero successivamente archivi di nobili famiglie vicentine e di alcuni antichi ospedali. Recentemente la Biblioteca ha ricevuto in dono le carte di Antonio Barolini, Guido Piovene, Gian Giorgio Zorzi, e la Biblioteca di Salomone Morpurgo. Dal 1994 la Bertoliana è un'istituzione del Comune di Vicenza.

La Biblioteca Bertoliana, per la ricchezza del suo patrimonio, è la Biblioteca più importante della provincia e una fra le più importanti del Veneto. Il fondo antico è costituto da 3.564 manoscritti, 850 incunaboli, e numerose edizioni rare. Fra i pezzi più preziosi ricordiamo vari manoscritti miniati del XIV e XV sec., una Divina Commedia del 1395 e la raccolta delle edizioni vicentine del sec. XV, tra cui il primo incunabolo vicentino, il Canzoniere del Petrarca, stampato a Santorso nel 1474. Nel fondo archivistico sono conservati, tra l'altro, archivi degli antichi ospedali, archivi di famiglie nobili vicentine, e l'archivio "Torre", l'archivio storico comunale.

Si segnala, inoltre, una cospicua raccolta di carteggi ed epistolari soprattutto di personaggi vicentini, quali Zanella, Fogazzaro, Lampertico, Piovene. Nel corso dell'800 e del'900 la Biblioteca si è arricchita di collezioni e di importanti repertori soprattutto nell'ambito storico - umanistico, riservando un'attenzione particolare al fondo locale. Tra le raccolte più importanti si segnala il "Fondo Gonzati", in cui sono raccolte, e costantemente acquisite, opere di autore e di argomento vicentino.