Здесь занимались философией, историей, географией, астрономией, физикой, математикой, филологией, литературной критикой, медициной. Ученые были свободны в своих научных поисках, однако не должны были посягать на авторитет верховной власти. Так, один поэт высмеял в своих стихах Птолемея II Филадельфа за то, что тот, по обычаям фараонов, женился на своей родной сестре. Царь приказал утопить дерзкого стихотворца.
Поэт Каллимах, возглавлявший Мусейон в начале III в. до н. э., создал, по преданию, 120-томный каталог Александрийской библиотеки, своеобразную культурную энциклопедию античности. Когда недавно проверяли рукописные архивы Национальной библиотеки в Вене, неожиданно обнаружили листок папируса. Это оказался отрывок в 214 строк, содержавший описание коллекции эпиграмм из Александрийской библиотеки с пометками самого Каллимаха.
В Мусейоне великий Евклид написал свои знаменитые «Начала математики». Механик Герон Старший в середине II в. до н. э. проводил здесь свои опыты с паром, которые были повторены во Франции только два тысячелетия спустя. Больших успехов достигла в Александрии медицина.
Главным библиотекарем Мусейона в начале III в. до н. э. был Эратосфен – философ, математик, астроном и литературовед. Он достаточно точно вычислил длину меридиана, на котором находилась Александрия, и длину земной оси. В последнем случае он ошибся всего на 75 км. Эратосфен создал трехтомный труд по географии, которым пользовался позднее знаменитый античный географ Страбон.
Если верить легенде, в Александрийской библиотеке хранилась еще одна (третья) рукопись Платона об Атлантиде, которая до нас не дошла. Здесь имелись все комедии Аристофана (нам известна лишь четвертая их часть). Говорили, что там были и другие произведения Гомера, кроме «Илиады» и «Одиссеи».
К середине I в. до н. э. в Мусейоне насчитывалось около 700 тысяч единиц хранения. Но в 48 г. до н. э. в Александрии началась война между легионами Юлия Цезаря, который хотел возвести на трон Клеопатру, и войсками ее брата Птолемея Диониса. Бои шли даже в самом дворцовом комплексе. В результате часть знаменитой библиотеки сгорела.
Позднее царица Клеопатра попросила Марка Антония, нового повелителя Египта и своего возлюбленного, возместить то, что было уничтожено. В Александрийскую библиотеку передали богатое собрание свитков из Пергама. Когда Октавиан Август захватил власть, он велел перевезти часть рукописей библиотеки в храм Сераписа в другом районе города.
Александрия и ее великолепная библиотека оставались мировым центром учености и образования еще более двух веков. В 273 г. войска римского императора Аврелиана захватили Александрию и разрушили здание Мусейона. Ученые переправили уцелевшие рукописи и приборы в храм Сераписа, где продолжали свою работу. В 391 г. этот новый научный центр был разрушен и сожжен христианами-фанатиками с благословения императора Феодосия I.