1585年，范钦去世。生前他将家产分为藏书和其他家产两部分。长子范大冲自愿放弃其他家产的继承权，而继承了父亲收藏的7万余卷藏书，这也形成了天一阁“代不分书，书不出阁”的祖训。范大冲在维系和补充天一阁藏书的同时，也建立了维系天一阁藏书的族规，规定藏书归子孙共有，非各房齐集书橱钥匙，不得开锁。这些制度在天一阁私藏时期一直保留。

　　1676年，范钦后人范光燮传抄天一阁百余种书籍供士子阅读。范光燮破例帮助大学者黄宗羲登楼阅读天一阁藏书，使得黄宗羲成为第一个进入天一阁的外族人。1773年，乾隆帝诏修《四库全书》时，范钦八世孙范懋柱进呈天一阁珍本641种，数量名列全国第二。所呈藏书中，七分之五收入《四库全书总目》，六分之一全本抄入，但所有藏书从未归还，使得天一阁藏书下降到4819部。

　　1937年，抗日战争爆发。为了保护天一阁藏书，天一阁经历了建成370年以来的首次大范围出阁。首批三箱书籍于1937年8月17日离开天一阁。1939年1月5日，第二批明以前版本八箱也运离天一阁，运往乡间暂避。1939年4月12日，先前运出的两批藏书和阁中剩余的藏书总计28箱，9080册，由鄞县政府加封，运往龙泉县后方，暂存于塔石乡，与浙江省图书馆的藏书一同隐蔽。抗战结束后，这批藏书被运往杭州，直到1946年12月16日，天一阁藏书方才运回阁中，并于次年3月1日至3日进行了天一阁建成以来的首次公开展出。

　　1949年6月9日，宁波军事管制委员会接管天一阁，并使之成为事业单位，范氏后人范盈性、范鹿其成为公职人员。宁波多位本地藏书家将个人藏书捐献给天一阁，这极大地丰富了天一阁的藏书。1982年，天一阁入选第二批全国重点文物保护单位。目前，天一阁已经拥有藏书30万卷，并仍在增加，同时设有专门的古籍修复部门。

　　1982年天一阁被国务院公布为全国重点文物保护单位，2003 年被评为国家 4A 级旅游景点，2007 年又被公布为全国重点古籍保护单位。

　　2010年底，天一阁古籍数字化平台建立，以馆藏善本为主的3万册古籍得到数字化，供在线查阅。