Ο πρώτος αυτοκράτορας της Ρώμης Οκταβιανός Αύγουστος (63 π.Χ.-14 μ.Χ.) θέλοντας να υπενθυμίζει στους κατοίκους της Αιγύπτου και στους επισκέπτες της Αλεξάνδρειας ότι η χώρα των Φαραώ και των Πτολεμαίων αποτελούσε πλέον επαρχία της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας, 
έχτισε έναν ναό αφιερωμένο στον Divus Julius (12 π.Χ.) και στο πλάι μια διπλοβιβλιοθήκη. Ο ναός αυτός, το αποκαλούμενο Σεβαστείον, χτισμένος σε ένα ύψωμα με πλούσιο περιβάλλοντα χώρο και περιστύλια, διακοσμημένος με γλυπτά και άλλα έργα τέχνης, προοριζόταν να υπηρετήσει τη νέα πολιτιστική πολιτική, αντικαθιστώντας ίσως σταδιακά τη δημόσια βιβλιοθήκη του Σεραπείου και του Μουσείου. Αυτή η πρωτοβουλία του Αυγούστου απέβλεπε στο να σβήσει από τη μνήμη του κόσμου τον συμβολισμό της Οικουμενικής Βιβλιοθήκης της Αλεξάνδρειας ως πνευματικού κέντρου του Μεσογειακού πολιτισμού. Έτσι, πιθανόν χιλιάδες κύλινδροι άλλαξαν στέγη και με την πάροδο του χρόνου και εξαιτίας μιας ελαστικής εφαρμογής των κανόνων της Βιβλιοθήκης, ενδεχομένως πολλαπλά ή και σπάνια αντίγραφα οδηγήθηκαν στα χέρια αρχαιοκάπηλων (Βιβλ. Ι, 205).
Ο Σέραπις, ο θεός που επέβαλαν οι Πτολεμαίοι από την εποχή του Πτολεμαίου Α΄ του Σωτήρα, συμβόλιζε την ένωση του ιερού ταύρου Άπι με τον Όσιρι και λατρευόταν πλέον ως Όσιρις-Άπις ή Οσόραπις. Οι Έλληνες προτίμησαν την ονομασία Σέραπις ή Σάραπις ως πιο εύηχη. Από τους ναούς που υψώθηκαν προς τιμήν του σε όλη την Αίγυπτο, λαμπρότερος ήταν εκείνος που οικοδομήθηκε στην Αλεξάνδρεια, στην περιοχή της Ραχώτιδας.
Στα Προλεγόμενα του Ιωάννη Τζέτζη, αναφέρεται ότι ο ναός αυτός ανεγέρθηκε επί Πτολεμαίου του Φιλάδελφου, ωστόσο η αρχαιολογική σκαπάνη εδώ και χρόνια έχουν φέρει στο φως ενεπίγραφες πλάκες που αναφέρονται στην ίδρυση του ναού από τον Πτολεμαίο Γ΄ τον Ευεργέτη (246-221 π.Χ.). Την ύπαρξη της βιβλιοθήκης τη γνωρίζουμε και από αυτοψία εκκλησιαστικών συγγραφέων του 4ου αιώνα, όπως ο Επιφάνιος και ο Αφθόνιος. Ο Επιφάνιος μαρτυρεί ότι η μετάφραση των Εβδομήκοντα βρισκόταν στην «πρώτη βιβλιοθήκη» και ότι αργότερα οικοδομήθηκε στο Σεραπείο άλλη μία βιβλιοθήκη, μικρότερη της πρώτης, που ονομάστηκε «θυγατρική» (Περ. μετ. = PG XLIII, 256). Ο Αφθόνιος, ο οποίος επισκέφθηκε τη βιβλιοθήκη στα μέσα του 4ου αιώνα, κάνει λόγο για «σηκούς» εκατέρωθεν των «στοών» και για «ταμεία» γεμάτα βιβλία, δηλαδή για μικρά δωμάτια που έβλεπαν στις στοές, εν είδει βιβλιοστασίων, προσιτά τοῖς φιλοπονοῦσιν φιλοσοφεῖν. Η βιβλιοθήκη του Σεραπείου ενδέχεται να λειτούργησε με πρωτοβουλία του Πτολεμαίου Γ΄, λόγω και του ζωηρού ενδιαφέροντος που επέδειξε για την απόκτηση αρχαίων κειμένων, αφού υπήρξε και ο ίδιος μαθητής του Απολλωνίου του Ροδίου, ωστόσο το ζήτημα της λειτουργίας της παραμένει ανοιχτό.
Σχετικά με τον πλούτο της, η ιουδαϊκή μαρτυρία, από τα Προλεγόμενα του Τζέτζη, αναφέρει ότι κάποια εποχή είχε φτάσει να αριθμεί 42.800 παπύρινους κυλίνδρους (Kenyon, Books, 50).
Δεδομένου ότι η Οικουμενική Βιβλιοθήκη της Αλεξάνδρειας λειτουργούσε υπό ιδιότυπο καθεστώς και είχε την οργάνωση ενός βιβλιογραφικού-φιλολογικού εργαστηρίου, εύλογα μπορεί κανείς να υποθέσει ότι η βιβλιοθήκη του Σεραπείου είχε δημόσιο χαρακτήρα και ότι σε αυτήν κατέληγαν αντίγραφα της οριστικής μορφής των επεξεργασμένων φιλολογικών κειμένων.
Η καταστροφή του Σεραπείου, ολική ή μερική, σύμφωνα με τους ιστορικούς της εποχής, είναι αποτέλεσμα της αλλαγής της πολιτικής της Ανατολικής Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας απέναντι στους εθνικούς. Με το διάταγμα του Μεγάλου Θεοδοσίου, το 391 μ.Χ., νομιμοποιήθηκε η κατεδάφιση των παγανιστικών ναών της Αλεξάνδρειας και ο επίσκοπος Αλεξανδρείας Θεόφιλος πρόετρεψε το φανατισμένο πλήθος να λεηλατήσει και να καταστρέψει το Σεραπείο, στη θέση του οποίου διατάχθηκε να ανεγερθεί ένας χριστιανικός ναός. Ο Αφθόνιος, κατά την περιγραφή του Σεραπείου, δεν αφήνει να εννοηθεί ότι αντίκρυσε και κατέγραψε ένα μνημείο έπειτα από λεηλασία. Άρα, μπορεί κανείς να υποθέσει ότι η μανία του όχλου περιορίστηκε στους κυρίως ναούς και όχι στο σύνολο του συγκροτήματος ή ότι ο Αφθόνιος επισκέφθηκε την Αλεξάνδρεια πριν από το 391 μ.Χ.
Parsοns, The Alexandrian library, glory of the Hellenic world, 3d edition, New York, 1967.
Κ.Σπ. Στάικος, Η Ιστορία της Βιβλιοθήκης στον Δυτικό Πολιτισμό, τόμ. I, Αθήνα, Κότινος, 2002, σ. 174–177.