En el siglo XVIII se crea un grupo de instituciones educativas, cuyos estudios, junto con los de la antigua Universidad de Alcalá de Henares, pasarían a formar parte de la nueva Universidad Central, fundada en Madrid en 1836. Las Facultades establecidas entonces heredaron los libros de aquéllas instituciones. Así, la Facultad de Jurisprudencia y Teología recibió los fondos de la Universidad de Alcalá; la de Medicina, los del Real Colegio de San Carlos de Medicina y Cirugía; las obras de botánica y ciencias naturales del Real Colegio de Farmacia, que pocos años después recibiría el título de San Fernando, pasaron a la Facultad de Farmacia; las colecciones de los Reales Estudios de San Isidro, compondrían la primera colección de la Facultad de Filosofía, ampliada posteriormente con los fondos de la Escuela Superior de Diplomática y de la Escuela Superior de Magisterio; y las colecciones de la Escuela de Veterinaria pasarían a la Facultad de Veterinaria. A mediados del siglo XIX se crea la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, más tarde, la Facultad de Ciencias, cuyas colecciones pasarían a las bibliotecas de las distintas facultades de Ciencias. Asimismo, la colección de la Escuela Superior de Pintura, Escultura y Grabado, pasó a la Biblioteca de la Universidad al incorporarse dicha Escuela a la Universidad Central a mediados del siglo XIX.
En 1930, la Universidad cambia su nombre por el de Universidad de Madrid y en 1970 pasa a denominarse Universidad Complutense de Madrid. En esta época y desde entonces hasta finales del siglo XX experimenta un crecimiento en todos los órdenes, también en la creación de bibliotecas de Facultades y Escuelas Universitarias. Durante las últimas décadas del siglo XX se centraliza la gran mayoría de las colecciones departamentales en las bibliotecas de centro, favoreciendo su difusión y su gestión profesional.
En la actualidad, la colección de la Biblioteca Complutense consta de un conjunto importante de obras antiguas: en torno a 3.000 manuscritos (además de otros 11.000 manuscritos posteriores a la imprenta), 732 incunables, más de 179.000 libros impresos de los siglos XVI al XIX y varios cientos de grabados y libros de estampas. La colección moderna se encuentra formada por, aproximadamente 3.000.000 de libros, 42.000 fondos de publicaciones periódicas entre abiertas y cerradas, 17.000 películas, 7.500 microformas, 8.000 discos de música, 27.000 discos ópticos, 41.000 mapas, tesis doctorales y otras colecciones especiales, integradas por dibujos de academia antiguos, estampas, kits educativos y multimedia, partituras, tests psicológicos y obras en braille, así como por una amplia colección de documentos electrónicos.
Desde la última década del siglo XX, la colección de la BUC se ha ido incrementando y complementando con diversos tipos de recursos electrónicos. En la actualidad, se dispone de acceso licenciado a más de 200, entre bases de datos de índices y resúmenes, bases de datos con revistas a texto completo, colecciones de revistas electrónicas, portales científicos, bases de datos económicas y jurídicas, obras de referencia, etc. Asimismo, forman parte de la colección otros recursos digitales de producción propia: libros en "dominio público" digitalizados, archivo de e-prints, tesis doctorales y revistas científicas complutenses.