Pinturas al fresco
Este salón tiene una cubierta de bóveda de cañón dividida en siete tramos. En ellos se sigue el procedimiento frecuente de colocar el tema principal en el compartimento central: las siete Artes Liberales en forma de matronas: Gramática, Retórica y Dialéctica -el Trivium- y Aritmética, Música, Geometría y Astrología -el Quatrivium-. Y las escenas subordinadas -los personajes insignes y las historias relacionadas con cada una de las ciencias- en su parte inferior. De hecho, en el friso que va desde la cornisa hasta la parte alta de las estanterías se pintaron 14 escenas: dos relativas a cada arte liberal. Y encima de la cornisa, cada arte liberal va acompañada de cuatro sabios, elegidos entre los más insignes y representativos de cada ciencia. El plan general de la Biblioteca se completa con los dos testeros, con las personificaciones de la Filosofía (lado norte o del colegio) y la Teología (lado sur o del convento).
Los temas de los frescos fueron ideados seguramente por Juan de Herrera y Fray José de Sigüenza y realizados por Pellegrino Tibaldi y sus colaboradores, entre los que se encontraba Bartolomé Carducho. No hay duda de que Tibaldi, como otros muchos artistas, se sintió especialmente atraído por las dificultades que presentaba el techo de la Capilla Sixtina como superficie pictórica, y, tanto la estructura de la bóveda, su simulada arquitectura, su división de los espacios simulados, como también la realización pictórica desde el punto de vista formal representan un devoto homenaje a la Sixtina.