Die ersten Bände, die bei der Gründung der Kantonsbibliothek nach dem Ende des Sonderbundskrieg den Grundstein ihrer Sammlungen bilden, gehörten zuvor den Bibliotheken des Kollegiums St. Michael und von Klöstern, die zu dieser Zeit aufgelöst wurden. Gemäss Meinrad Meyer, dem Leiter der neuen Bibliothek, sind es 1849 fast 40'000 Bände. Zwei Jahre später, im Jahr 1851, werden auch die Bibliotheken der Klöster Hauterive und Part-Dieu in die Bestände des Kantonsbibliothek integriert. Allerdings wird 1856 nach dem Sturz der radikalen Regierung ein Teil der Werke an die religiösen Orden zurückgegeben. Alles, was im Katalog von 1851 und in seinem zweiten Band von 1855 verzeichnet ist, verbleibt jedoch in der Kantonsbibliothek. Meinrad Meyer sowie sein Nachfolger, Priester Jean Gremaud, tragen zur Vergrösserung der Sammlungen der Bibliothek bei.

Nach der Gründung der Universität im Jahr 1889 werden die Bestände der Kantonsbibliothek durch zahlreiche Schenkungen aus dem ganzen katholischen Europa erweitert. Einige Jahre später wird die Bibliothek der "Société économique de Fribourg" in die KUB überführt. Sie umfasst unter anderem die Sammlungen mehrerer namhafter Freiburger. In den folgenden Jahren erwirbt die KUB auch die Bibliotheken des Pädagogischen Museums und von Antoine Hartmann. 1982 kauft die KUB einige Bände der Bibliothek des Priesterseminars, die ein Jahr zuvor an einen Antiquar verkauft wurde. 2004 werden die Bestände der KUB durch zwei wichtige Sammlungen erweitert: Es sind dies zum einen die Bibliotheken der Kapuziner von Freiburg und Bulle, die bereits seit 1981 in der KUB deponiert sind. Zum anderen erwirbt die KUB die Bibliothek der Patrizierfamilie Castella de Delley. 2013 kommen im Rahmen der Schenkung der Bibliothek des Diözesanzentrums rund 30'000 Bücher zur Sammlung hinzu.