У ХДНБ створено особові архівні фонди відомих діячів науки і культури –
- письменників Георгія Демидова, Еммануїла Казакевича, Дмитра Кленовського (Д. І. Крачковського), Вадима Козового, Віталія Коротича, Ігоря Муратова, Бориса Чичибабіна (Б. О. Полушина),
- актора, режисера та педагога Леся Сердюка (старшого),
- піаністки та музикознавиці Марії Єщенко,
- художниці Олександри Власової,
- архітектора В. П. Костенка,
- фізика і письменника Я. О. Гегузіна,
- історика Є. В. Тарле,
- філологів і книгознавців О. І. Білецького, М. О. Габель, М. Ф. Гетьманця, М.Г. Зельдовича, І.Я. Каганова, Л. Я. Лівшиця, Ф. П. Медведєва, О. М. Фінкеля, Л. Г. Фрізмана, М. В. Чернякова та Л. М. Яновської,
- мистецтвознавців П. М. Жолтовського і Б. Л. Інгоря та ін.
Слід зауважити, що життя і діяльність усіх фондоутворювачів пов’язані з Україною, Слобожанщиною, Харковом, більшість із них – харків’яни.
Цінні краєзнавчі матеріали містять й особові фонди мистецтвознавця М. М. Безхутрого, істориків архітектури Б. А. Бондаренка і О. Ю. Лейбфрейда, краєзнавця П. І. Романова.
У складі вказаних та інших архівних фондів ХДНБ є документні пам’ятки національного та світового значення: рукописи-автографи Анни Ахматової, Миколи Бажана, Олеся Гончара, Івана Драча, Наталі Забіли, Дмитра Кедрина, Бориса Пастернака, Максима Рильського, Володимира Сосюри, Михайла Стельмаха; академіків Д. І. Багалія, О. І. Білецького, Л. А. Булаховського, Є. В. Тарле; художників О. Г. Верейського та
В. Д. Єрмилова, композиторів П. Д. Гайдамаки, Ю. С. Мейтуса, Д. Д. Шостаковича та багатьох інших митців і науковців. Відзначимо й репрезентативну колекцію автографів видатних діячів українського та світового мистецтва (у 25-ти альбомах), створену харків’янином О. Л. Сараною.
Крім текстових документів, у складі архівних фондів є графічні твори – роботи Платона Білецького (портрет батька – академіка О. І. Білецького, 1940-і рр.), Сергія Подерв’янського (портрети М. Д. і С. В. Костенків, 1955р.), зібрання малюнків-шаржів роботи О. Ю. Лейбфрейда та ін.
У бібліотеці також сформовано фонди харківської групи редакції біобібліографічного словника «Українські письменники», що працювала на базі ХДНБ (1960-і рр.), та харківського Клубу аматорів книги (1963–1976 рр.). Матеріали з історії ХДНБ зібрано у меморіальному фонді бібліотеки (документи з 1890-х р.) та особових фондах її співробітників: М. О. Габель, В. Г. Трамбицької,
Т. Г. Шерстюк, С. Б. Шоломової.
На основі матеріалів архівних фондів ХДНБ було підготовлено та надруковано десятки окремих видань і сотні наукових публікацій.