Համալրման և մատենագիտական բաժնի հիմնական խնդիրը գրադարանային հավաքածուների համալրման ապահովումն է։ Համալրումն իրականացվում է հաշվի առնելով ընթերցողների նախասիրություններն ու հետաքրքրությունները, նրանց ներկայացրած պահանջարկն ու գրադարանի մերժումները։ Ապահովում է այբբենական, կարգային և համահավաք քարտարանների ստեղծումը, իրականացնում է նոր ստացված գրականության տեխնիկական մշակումը, կատարում է գրքերի առանձնակի հաշվառում։ Բաժնի ամենօրյա աշխատանքի կարևոր մաս է կազմում ընթերցողական պահանջարկի ուսումնասիրումը։ Բաժինը կատարում է պարբերական մամուլի բաժանորդագրություն, վարում է պարբերական հրատարակությունների քարտարան։

Բաժինը կազմում է թեմատիկ հիշարժան տարեթվերին նվիրված հանձնարարական ցանկեր։ Վարում է Երկրագիտական քարտարան, որը հանդիսանում է Տավուշի մարզին նվիրված բոլոր տպագիր երկերի մասին տեղեկությունների ամենաամբողջական աղբյուրը։ Քարտարանում ընդգրկված են Տավուշի մարզի բոլոր բնակավայրերի մասին տեղեկություններ։

Բաժինը մասնակցում է հայաստանյան գրադարանների էլեկտրոնային համահավաք գրացուցակի ստեղծման աշխատանքներին։ Հայաստանյան գրադարանների էլեկտրոնային համահավաք գրացուցակը տեղեկություն է տալիս ոչ միայն Տավուշի մարզային գրադարանի, այլև ՀՀ խոշոր գրադարանների գրքային հավաքածուների մասին՝ ընդլայնելով ավանդական գրադարանային հավաքածուների հասանելիությունը։ Բաժինը, Ազգային գրադարանի հետ համագործակցելով, զբաղվում է նաև պարբերական մամուլի վերականգնմամբ։