为保存和发扬传统文化，元济在收集和影印古籍方面也不遗余力。早在辛亥以前，书馆就曾组织出版《五经备旨》、《左传》、《读通鉴论》等十余种典籍。宣统元年（1909年）涵芬楼落成，元济集中收购绍兴徐氏熔经铸史斋、太仓顾氏谀闻斋、乌程蒋氏密音韵斋和扬州何氏等四大藏书家之藏书。此外，秦汉十印斋、意园、持静斋等的藏书散出时，涵芬楼亦购得其中善本、精品数十种。自1915年起，涵芬楼开始收集地方志，至1931年，已有方志二千六百四十余种，其种数之多，当时国内外断无堪与匹敌者也。
与此同时，元济还致力于引进西学、介绍新知，精心选择、组织翻译出版了一大批外国学术和文学名著，以严复翻译的《天演论》、林纾翻译的《茶花女》影响尤为深远。在其主持下，商务还编辑出版了一大批工具书。1915年，我国第一部新式辞书《辞源》问世，开创了我国现代工具书的出版先河。此外，商务还编辑出版了十多种在民众中有广泛影响的杂志，如《东方杂志》、《小说月报》、《教育杂志》、《妇女杂志》、《学生杂志》等。
从1916年起，为弘扬国粹，商务印书馆开始影印国内外公私收藏善本，1919—1937年间，动用国内外五十余家之公私藏书，影印《涵芬楼秘藉》、《续古逸丛书》、《四部丛刊》、《百衲本二十四史》等珍贵史籍共计610种，近两万卷。此番影印工作由元济亲自主持，其用力之勤，非一般可以想象。元济慧眼独具，选求母本必用善本，以真版石印法，开创古籍丛书翻刻、影印之新阶段。特别是《四部丛刊》和《百衲本二十四史》，其版本之精善，校勘之精审，印刷之精美，堪称前所未有，至今仍是后世出版行业之典范。尤其是《百衲本二十四史》，以极高的史料价值、版本价值和收藏价值为后世史家所珍爱，乃惠及史林，功在千秋之壮举。
在《百衲本二十四史》问世之前，清乾隆皇帝“钦定”的《武英殿本二十四史》（简称殿本）是清代和民国初期正史典籍中最为流行的版本。但殿本编纂者皆御用史官，受身份和时代局限，必为朝廷意志所左右，史料记述过程中曲笔错讹在所难免；加之在校勘上不够审慎，校刻不精，不仅有大量单个文字错误，且段落颠倒、整段文字脱夺之情况亦时有发生，给史学研究者带来的不便可想而知。
曾为翰林史官的张元济先生深知个中原委，决意重校正史。他汇集善本，重新校勘辑印一部古本全史，以恢复正史原貌，纠正殿本错谬。自此，商务印书馆倾全馆之力，数十年如一日，秉持“续古代文化之命，续民族文化之命”之信条，表现出以拯救优秀文化古籍为己任的远见与气魄。元济不惜巨资广搜各史的宋元善本，采用当时最先进的摄影制版技术，呕心沥血十八寒暑，方大功告成。因《百衲本二十四史》选用的各种版本残缺不全，乃通过许多版本相互参校、补缀而成，有如僧人的“百衲衣”，故得此名。
