Сирек кітаптар мен қолжазбалар қызметі сирек кітаптар мен қолжазбаларды сақтау, іріктеу, өңдеу және оқырмандарға қызмет көрсету секілді кешенді жұмыстарды атқарады. Бөлім қызметкерлері каталогтар мен сілтемелерін құрастыру, қазақ кітаптарының тарихы және кітаптану төңірегінде ғылыми зерттеулер жасайды. Бөлімнің зерттеу тақырыбы мен ғылыми жұмыстарының базасы Ұлттық кітапханада сақталатын басқа да сирек басылымдар сияқты негізгі қор болып есептеледі.
    Қызметтің негізін қалаған сирек басылымдар коллекциясы  А.С. Пушкин атындағы Мемлекеттік көпшілік кітапханасының жалпы кітап қорынан бөлініп шықты. Бүгінгі таңда қызметтің кітап қорын 30 мыңға жуық сирек кітаптар мен қолжазбалардың түпнұсқасы және түпнұсқадан алынған көшірмелер құрайды.
    Сирек кездесетін кітаптар мен қолжазбалар қорының құрамы мынадай болып келеді: 
- Қазақ тіліндегі қолжазбалар
- Қазақстан туралы орыс тіліндегі қолжазбалар
- Шығыстық қолжазбалар
- Көне орыс және славяндық қолжазбалар
- Орыс тіліндегі қазақ басылымдары 
- Қазақ кітаптары 
- Шет тіліндегі қазақ басылымдары
- Ресей кітаптары
- Батыс европалық басылымдар
- Шығыс кітаптары
- Корей қоры
- Қазақ мерзімді басылымдары
- Орыс тіліндегі Қазақстан мерзімді басылымдары
- Шығыс тіліндегі мерзімді басылымдар
- Ресейдегі революцияға дейінгі мерзімді басылымдар 
- Ресей мерзімді басылымдары
- Өте кіші көлемдегі кітаптар 
- Микрофильмдер

    Бөлім микро формаларды оқитын аппараттар және  компьютерлік техникалармен жабдықталған. Бөліімде сақталған барлық бірліктер Ұлттық және әлемдік тарихи-мәдени мұралар қатарына жатады. 

   Сирек кездесетін кітаптар мен қолжазбалар оқырмандарға бөлімнің оқу залында уақытша қолдануға кітап беру ережесі  бойынша беріледі.