Книги этой библиотеки в хранилищах видели приближенные царя, которые оставили письменные свидетельства. Группы энтузиастов различных специальностей (инженеры, геологи, археологи, писатели, краеведы) на общественных началах искали следы загадочной библиотеки. Исследования велись с применением различной геологической техники, археологических, биолокационных и других экстрасенсорных методов поиска. Применялись интрагеоскоп и глубинное радиоволновое просвечивание аномальных объектов через скважины.
Комплексные исследования позволили определить не только расположение подземных аномалий, но и качественно оценить их состояние, не производя трудоемких земляных работ и финансовых затрат. Работы проводились в Москве, селе Коломенском, городе Александрове, Верее и многих древних центрах страны.
Поиск следов легендарной библиотеки в Александрове был не случаен. Здесь с декабря 1564 по 1581 год находилась опричная столица Грозного, окруженная дремучими лесами и монастырями-крепостями. Здесь же находились иностранные посольства, принимались послы. В опричной столице, как и в Москве, велось бурное наземное и подземное строительство.
В слободе царь со своим окружением срочно готовил новые реформы, переделывал летописи, историю страны, свою родословную, устанавливая связь с иностранными дворами. Книги, архивные материалы царю нужны были под рукой. В древней описи царского архива, состоявшего из 231 сундука, ящика, короба, записано, что царь лично отобрал и увез в Александрову слободу книги, летописи, включая и «коробья Новгородские». Царь хранил книги рядом с постельными хоромами в трех двойных сводчатых подвалах за двойными коваными дверями и крепкими запорами. Здесь английский купец Джером Горсей летом 1581 года получил от Ивана IV Остроженскую библию, извлеченную из хранилища, которая сейчас находится в Лондонском музее.
В 1650 году на месте Александровского кремля был основан Успенский женский монастырь. Вплоть до его закрытия в 1919 году монахини ревностно присматривали за обширными подземельями. Местный житель города В.А. Александров в 1953 году 12-летним пацаном трижды проникал в богатые подземные хранилища с книгами. Об этом он писал в 70-х годах в Исторический музей. В конце 50-х годов в Министерство культуры СССР на прием к министру приезжала из Александрова женщина по просьбе умершей последней игуменьи с сообщением о судьбе библиотеки. Но к министру попасть не удалось, а аппаратные работники отнеслись к этому беспечно. Появлявшиеся провалы в городе и Александровском кремле над подземными ходами без обследований замуровывались до лучших времен.
Плановые археологические раскопки проводились в 1951 и в 1960—1970-х годах без проникновения в подземелья. Последние археологические раскопки были проведены в 1981 году и выявили мощные фундаменты грозненских дворцов, подземный ход и другие интересные находки. Раскопки подтвердили правильность биолокационных показаний, но из-за недостатка времени проникновения в подземелья не проводилось.
О результатах исследований в городе Александрове делались доклады в Институте археологии АН СССР, в ЦК КПСС, на Межведомственной комиссии по проблемам биолокации при НТО РЭС им. А.С. Попова. В конце мая 1979 года вышло постановление Совмина РСФСР, предусматривавшее проведение работ в Александровском кремле. Выделялись средства. Сделано многое, но до серьезных работ по проникновению в подземелья дело не дошло из-за начавшейся перестройки.
Объем и состав легендарной библиотеки сегодняшние исследователи представляют по-разному. Обычно в небольшом объеме, замурованной где-то в кремлевской стене, в подземельях Теремного дворца и Чудова монастыря у Спасской башни. Местоположение хранилищ библиотеки связывают иногда также с Ваганьковским холмом в Москве, с Троице-Сергиевым, Кирилло-Белозерским и другими монастырями. На самом деле ее подземные хранилища представляются куда более многочисленными, с огромным числом единиц хранения.
Предания сообщают, что в различных хранилищах Московии и области находилось около 400 тысяч единиц хранения письменных источников (копий) из знаменитой Александрийской библиотеки, а других материалов было в несколько раз больше. Книги Софьи Палеолог, являвшейся реальной домашней царской библиотекой, похоже, составляют малую часть в сравнении с общим объемом имевшихся книг до ее приезда в Москву.
Известно, что задолго до Ивана Грозного на Руси и в Московии были своеобразные энциклопедии «Азбуковники толковых словарей», «Сказания (словари) о неудобопонимаемых речей» и другие. Царь и церковь в 1551 году ввели запрет на продажу книг, не соответствовавших христианскому мировоззрению (первая на Руси цензура), что позволяло изымать или уничтожать книги и скрыть от народов многие исторические и культурные ценности их предков.
