Mit der Übernahme des Königlich Kartographischen Instituts durch die Königliche Bibliothek wurde 1859 die Kartenabteilung als eigenständige Organisationseinheit gegründet. Seitdem entwickelte sich die Abteilung zur größten Kartensammlung in Deutschland. Insbesondere die Übernahme umfangreicher privater Sammlungen bildete den bedeutenden Grundstock für einen systematischen Aufbau, der durch die Integration des Kartenarchivs des Großen Preußischen Generalstabs 1919 mit seinen zahlreichen handgezeichneten Originalkarten früher Landesaufnahmen nochmals eine enorme Aufwertung erfuhr. Der jährliche Zuwachs beträgt etwa 10.000 Blatt, insbesondere durch die Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft für das bis 2015 geförderte Sondersammelgebiet 28.1 Topographische Karten und den 2016 eingerichteten Fachinformationsdienst Kartographie und Geobasisdaten. Im Oktober 2020 konnte die Abteilung erstmals seit dem Zweiten Weltkrieg wieder an einem Standort vereinigt werden und steht ab Frühjahr 2021 in neu gestalteten Räumen ihren Nutzerinnen und Nutzern zur Verfügung.