Mit der Sammlung Poelchaus kamen u. a. die Matthäus-Passion, die Johannes-Passion, etwa 40 Kirchenkantaten und das Autograph der Kunst der Fuge in die Sammlung.

Wichtige Ergänzungen konnte die Königliche Bibliothek dann im Jahr 1854 tätigen: Die Sing-Akademie, eine 1791 institutionell gegründete bürgerliche Chorvereinigung, die für die Berliner Musikgeschichte größte Bedeutung hat, mußte sich von einem großen Teil ihrer wertvollen Bach-Sammlung trennen, und so wurde der Bestand in der Bibliothek um mehr als 70 Kantaten, die beiden Klavierbüchlein für Anna Magdalena Bach von 1722/1725 und die Partitur des Weihnachtsoratoriums vermehrt.

1861 verkaufte der Leipziger Bachverein die Partitur der h-moll-Messe an die Bibliothek. Der Arzt Dr. Richard Wagener aus Marburg schenkte 1874 den ersten Teil des Wohltemperierten Klaviers. 1904 wurde dann die Sammlung des Opernsängers Franz Hauser angekauft, darunter 19 Kantaten, die Sonaten für Violine mit obligatem Klavier und die Englischen Suiten im Autograph J. S. Bachs. Der Bankier Ernst von Mendelssohn-Bartholdy schenkte der Bibliothek "innerhalb einer sehr viel umfangreicheren Zuwendung" 1908 die Kantate Nr. 133 "Ich freue mich in Dir". Sechs Jahre darauf, 1914, wurden dann die Bachiana aus der Musiksammlung von Anna Amalia von Preußen übernommen, der jüngsten Schwester Friedrichs des Großen. Mit ihnen kam u.a. die Partitur der Brandenburgischen Konzerte in die Königliche Bibliothek. Drei Jahre später gelang aus privater Hand der Ankauf der Sonaten und Partiten für Violine solo. Damit endete zunächst der Erwerb von eigenhändigen Musikmanuskripten J. S. Bachs - fast 80% der weltweit erhaltenen Autographen des barocken Komponisten waren damit an einer Stelle versammelt.
Den Zweiten Weltkrieg hat die Sammlung unbeschadet überstanden, es werden jedoch auf insgesamt 790 handschriftlichen Seiten 13 autographe Werke des Berliner Bestandes heute in der Krakauer Universitätsbibliothek (Biblioteka Jagiellonska) verwahrt.
 

1996 gelang der Staatsbibliothek zu Berlin mit der Partitur der Kantate "Ach Gott, vom Himmel sieh darein", BWV 2 der Ankauf eines der selten auf dem Markt angebotenen Bach-Autographen, im Jahr 2017 konnte dann eine weitere Kantate, „Herr Gott, dich loben alle wir“, BWV 130 erworben werden. Ergänzt wird die Autographen-Sammlung durch umfangreiches sekundäres Quellenmaterial. Bei Verlust der Autographen Bachs rückten diese zum Teil zeitgenössischen Abschriften der Werke in den Rang der Primärquelle auf, so beispielsweise die frühe Abschrift der Lautensuite e-moll, die im Jahr 2008 erworben werden konnte. Heute wird im Rahmen des von der DFG geförderten Projektes Bach Digital der gesamte Bestand an Bach-Autographen aus der Staatsbibliothek zu Berlin (einschließlich der Krakauer J. S. Bach-Bestände), die Autographen der Sächsischen Landesbibliothek - Staats- und Universitätsbibliothek Dresden, des Bach-Archivs Leipzig (einschließlich der Bestände des Bach-Hauses Eisenach) und der Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg digitalisiert und ins Internet gestellt. Somit können neben etwa 700 Werke Bachs auch frühe Abschriften sowie weitere Kompositionen seiner Söhne und weiterer Familienmitglieder kostenlos betrachtet und erforscht werden.