Beynəlxalq əlaqələr MEK fəaliyyətinin əsas prioritet istiqamətidir. MEK xaricdə fəaliyyət göstərən kitabxanalar, elm, təhsil, mədəniyyət müəssisələri, Azərbaycanda akkreditasiya olunmuş diplomatik korpus təmsilçiləri, habelə Azərbaycanın xaricdəki diplomatik qurumları ilə əməkdaşlıqlar qurur, beynəlxalq mübadilə aparır, sazişlər imzalayır, layihələr, görüşlər, tədbirlər həyata keçirir. Məqsəd xaricdə fəaliyyət göstərən kitabxanalara, elm, təhsil, mədəniyyət müəssisələrinə, Azərbaycan Respublikasında akkreditasiya olunmuş diplomatik korpus təmsilçilərinə Mərkəzi Elmi Kitabxananın fəaliyyəti, məqsədi, imkanları barəsində məlumat çatdırmaq, onlarla qarşılıqlı faydalı əməkdaşlıq qurmaq, Azərbaycana aid xarici arxivlərdə saxlanılan, elmi, milli, mədəni, ədəbi, etnoqrafik, incəsənət və s. mövzularda olan kitabları, sənədləri aşkarlamaq, MEK-ə gətirməkdir. Hazırda MEK 45 ölkənin 115 təşkilatı ilə, o cümlədən ölkəmizdəki bir sıra səfirliklərlə, Azərbaycanın xaricdəki səfirlikləri ilə əlaqələr qurub, əməkdaşlıq edir. MEK ABŞ Konqres Kitabxanası, Rusiya Milli Kitabxanası, Rusiya Dövlət Kitabxanası, Almaniyanın Potsdam Universitet Kitabxanası, Berlin Universitet Kitabxanası, Fransa Mərkəzi Kitabxanası, Çin Milli Kitabxanası, Bolqarıstanın Sofiya Universiteti, Şotlandiyanın Edinburq Milli Kitabxanası, Polşa Universitet Kitabxanası, Rumıniya Elmlər Akademiyasının Kitabxanası, İngiltərə, Avstriya, Çexiya, İsveç, Səudiyyə Ərəbistanı, Finlandiya, Niderland, Serbiya, Meksika, Norveç, Belçika, İtaliya, Mərakeş kimi ölkələrlə əməkdaşlıq həyata keçirir. MEK Beynəlxalq Elmlər Akademiyaları Assosiasiyasının 25.11.2021-ci ildə Rusiyanın paytaxtı Moskva şəhərində keçirilən toplantısında quruma üzv seçilmişdir. 2021-2022-ci illərdə MEK Rusiya Elmlər Akademiyasının Təbiət Elmləri Kitabxanası, Moldova Respublikasının Elmi Kitabxanası, Qazaxıstan Respublikasının “Elm Ordası” adlı Mərkəzi Elmi Kitabxanası, Belarus MEA-nın Mərkəzi Elmi Kitabxanası, Litva Elmlər Akademiyasının Kitabxanası, Rusiya Elmlər Akademiyasının Sibir Bölməsinin Kitabxanası, Macarıstandakı Eötvös Loránd Universiteti (ELTE) və “ARCANUM Database” təşkilatı, Özbəkistanın İnnovativ İnkişaf Nazirliyi yanında Elmi-Texniki İnformasiya Mərkəzi, Özbəkistan Elmlər Akademiyasının Fundamental Kitabxanası ilə əməkdaşlıq haqqında müqavilələr imzalamışdır. Bununla yanaşı, MEK Misir Milli Kitabxanası və Arxivləri (2017), Kolumbiya Respublikasının Mədəniyyət Nazirliyi (2017), Türkiyənin Karabük Universitet Kitabxanası (2018), Türkiyənin Yıldırım Bəyazit Universitet Kitabxanası (2018) ilə müqavilələr imzalayıb, qarşılıqlı səfərlər çərçivəsində Belarus Milli Kitabxanasıyla əməkdaşlıq edir. MEK 2017-ci ildə Bakı şəhərində keçirilmiş “Macarıstan günləri”nin təşkilatıçılarından olub. MEK eyni zamanda Azərbaycanın diaspor təşkilatları, Yaponiyanın Nippon Fondu, Berlin Humboldt Universiteti, UNESCO kimi təşkilatlarla, ölkəmizdə fəaliyyət göstərən Türkiyə, Rusiya, Özbəkistan, Qazaxıstan, Macarıstan, Misir, İran, Almaniya, Fransa və s. ölkələrin səfirlikləri, o cümlədən Azərbaycanın xaricdəki diplomatik nümayəndəlikləri ilə sıx əməkdaşlıq edir.