En 1721, le Régent Philippe d'Orléans ordonne le transfert de la Bibliothèque rue de Richelieu dans l'hôtel de Nevers, inhabité depuis la faillite du fameux « système ». En effet en 1719-1720, le financier John Law, après acquisition de l'ensemble des bâtiments, y avait établi la Banque Royale. Sa faillite entraîne la confiscation des hôtels par le Régent et laisse sans emploi les dépendances du palais parallèles à la rue de Richelieu. On décide, en 1724, d'y installer à perpétuité la Bibliothèque du Roi.

Robert de Cotte (1656-1735) est chargé d'adapter les lieux à leur nouvelle destination. Deux longues galeries dites « haute » et « basse » sont édifiées dans le prolongement de celle de Mansart, parallèlement à la rue de Richelieu ; c'est le bâtiment actuel du fond de la cour d'honneur, face à l'entrée de la Bibliothèque. À la mort de la marquise de Lambert, Jules Robert de Cotte (1638- 1767) prolonge en équerre le grand bâtiment fermant la cour d'honneur à l'est (œuvre de son père) par l'aile nord bordant la rue Colbert. Le cabinet des Médailles y est transféré et occupe l'arcade Nevers.