Alcune stanze della biblioteca presentano eleganti soffitti affrescati: particolarmente degni di nota sono quelli dei sei ambienti che precedono il salone monumentale, tutti caratterizzati da motivi vegetali e a voluta. Tra questi spiccano, per straordinarietà, i soffitti di tre sale: l’accoglienza, con decorazioni che corrono lungo tutto il perimetro rettangolare, ghirlande floreali, vari motivi ornamentali e, sui lati brevi, l’aquila ad ali spiegate all’interno di un ovale e lo stemma della famiglia del Casanate (una torre sormontata da una stella con otto raggi).
Poi le due stanze che precedono il Salone Monumentale. La prima con ghirlande e decorazioni floreali policrome su base bianca, con al centro due elementi decorativi: sormontato da altri elementi simbolici, un cane con fiaccola tra le fauci, emblema della fedeltà al messaggio evangelico e della sua diffusione per opera dei Frati Predicatori; e lo stemma del Casanate sormontato dal cappello a falda larga.
Sul soffitto della sala successiva, contenente l’archivio storico della biblioteca, l’affresco del 1736 di Giovanni Mazzetti dove, tra numerose decorazioni policrome e floreali, si rappresenta la Gloria di San Tommaso: il santo in abito domenicano è accompagnato in cielo dal suo maestro Sant’Alberto Magno che, con vesti dorate, è inginocchiato in adorazione della trinità divina, circondato da putti che gli sorreggono la tiara, il baculo pastorale, e il libro aperto che simboleggia il verbo di Dio.
Anche alcuni uffici sono caratterizzati da soffitti affrescati a scopo puramente ornamentale con motivi a carattere riempitivo, decorazioni vegetali, maschere, animali alati dai colori tenui (verde chiaro, marroncino) ed elementi dorati.
Il ciclo degli affreschi continua lungo le pareti di una delle sale di lettura con le nove figure allegoriche, raffiguranti: Astronomia, Aritmetica, Dialettica, Diritto, Geometria, Grammatica, Musica, Retorica, Teologia. Realizzate dal pittore Giuseppe Cellini nei primi anni del Novecento, sono tutte rese come giovani donne sedute o in piedi dentro nicchie dalla struttura architettonica e circondate da girali e festoni: esplicito richiamo alle decorazioni miniate dei numerosi manoscritti ed incunaboli presenti in biblioteca.