Nel 1843, con la morte del bibliotecario in carica, si ripropose il problema della nomina del sostituto; don Andrea Fenner venne quindi incaricato del riordino e della verifica del patrimonio. Fu quindi elaborato un nuovo regolamento dell’istituzione, che tuttavia non contribuì a risolvere l'annoso problema delle risorse economiche.
Nel 1852 la Biblioteca fu traferita a palazzo Piomarta Alberti, acquistato dalla Città; un incendio tuttavia la rese inagibile fino al 1862. Negli anni Settanta fu stipulata una nuova convezione tra i comproprietari (comune, città e clero). Il 29 dicembre 1895, al fine di risolvere i problemi economici della biblioteca, che ormai si protraevano da anni, ed evitare inoltre condizionamenti da parte di privati, il podestà di Rovereto Giuseppe Valeriano Malfatti, decise di fondere la Biblioteca con il Museo civico. Il direttore del Museo, Ruggero de Cobelli, nominato responsabile della Biblioteca, predispose un nuovo regolamento e avviò i lavori per la redazione del Catalogo generale per autori.
Nel 1912 ripresero le trattative fra il Municipio e l’Accademia degli Agiati per una Convenzione che definisse i rapporti fra i due proprietari della biblioteca (nel 1874 il clero aveva rinunciato ad ogni diritto).
Nel 1916, in concomitanza con la Prima guerra mondiale, il materiale più prezioso (l’archivio del Municipio di Rovereto, l’archivio della Congregazione di carità e il ritratto di Tartarotti) venne trasportato alla Landhaus di Innsbruck a cura della Compagnia di salvataggio del governo. Altri manoscritti, non meglio identificabili dalle fonti, furono depositati a Trento presso l’Istituto delle religiose del Sacro Cuore. La restituzione dei materiali avvenne tra il 1918 e il 1919; non fu allora possibile quantificare i danni al patrimonio subiti durante la guerra, in quanto non si conosceva esattamente quantità e tipologia dei materiali della biblioteca prima del 1914. Nel dopoguerra proseguirono le donazioni: l’archivio della famiglia Lodron (1922), una donazione dei fratelli Zenatti e di Scipio Sighele (1922), della famiglia Salvotti (1924), di Paolo Orsi (1937) e Alberto Tacchi (1938).
Nel 1923 il direttore della Biblioteca Antonio Rossaro diede avvio alle operazioni di schedatura e il materiale fu distinto in “reparti”. Vennero così riordinati i fondi Salvotti, Zenatti (volumi) e la sala Rosmini. Nel 1927 furono inoltre predisposti gli schedari per autori e topografico. I lavori per la realizzazione dello schedario a soggetti vennero interrotti dallo scoppio della Seconda guerra mondiale; il materiale archivistico e librario fu quindi ricoverato in buona parte nel Castello di Rovereto e la biblioteca poté riaprire al pubblico nel luglio del 1946, pur senza nuovi aggiornamenti del patrimonio a causa delle difficoltà economiche. Le operazioni di catalogazione dei manoscritti, avviato prima della Grande guerra da Edoardo Benvenuti, fu concluso negli anni Sessanta da Valentino Chiocchetti e Pio Chiusole.
Nel 1964, in occasione del bicentenario dell’Istituzione, fu inaugurata la biblioteca a scaffale aperto, su modello anglosassone.
Nel 1983 fu stipulata una convenzione fra il Comune di Rovereto e l’Accademia roveretana degli Agiati: la Biblioteca si impegnava a gestire e a conservare il patrimonio librario dell’Accademia degli Agiati.
Nel 1997 furono avviati i lavori per la costruzione di una nuova sede, completati nel 2002.