Over stueplanet findes de egentlige biblioteksfunktioner. Udlånsskranken findes på den såkaldte udlånsbro, som to etager over den stærkt trafikerede Christians Brygge forbinder Den Sorte Diamant med den gamle biblioteksbygning Holm. Højere oppe i Diamanten findes en række specialcentre og læsesale. Publikumsfaciliteterne, heriblandt læsesale, er samlet i midten af Diamanten omkring det høje, lyse atrium, der løber i hele bygningens højde. Ud mod bygningens sider ligger kontorer og administration. Bibliotekets direktion har sæde øverst i bygningen.
Diamantklubben er Det Kongelige Biblioteks kulturklub. Med udgangspunkt i biblioteket og dets unikke samlinger tilbyder klubben kulturelle arrangementer i Den Sorte Diamants smukke rum. Blandt andet foredrag, koncerter, udstillinger og meget mere.