Historia BTN wpisuje się w naukowe tradycje miasta Bydgoszczy sięgające czasów staropolskich. W tym okresie najważniejszym lokalnym środowiskiem przejawiającym ambicje umysłowe był bydgoski konwent bernardynów (1480–1829). Do czasów dzisiejszych zachowała się Biblioteka Bernardyna, zawierająca 1557 dzieł z XV–XVIII w., w tym 98 inkunabułów. Bernardyn Bartłomiej (1532), urodzony w Bydgoszczy i całe życie z tym miastem związany, był autorem pierwszego słownika łacińsko-polskiego, a burmistrz Wojciech Łochowski (1637) napisał „Kronikę Bydgoszczy”Chronicon civitatis bidgostiensis, rkp. 1337 w Bibliotece Czartoryskich w Krakowie; nadbitka kserograficzna znajduje się także w Archiwum Państwowym w Bydgoszczy. na wzór „Kroniki Królestwa Polskiego” Jana Długosza.
Rozwój gospodarczy i demograficzny Bydgoszczy w drugiej połowie XIX w. spowodował napływ do miasta inteligencji zawodowej narodowości niemieckiej. Przedstawiciele tego środowiska uczestniczyli w popularyzacji osiągnięć naukowych wśród społeczeństwa m.in. poprzez zawiązywanie organizacji: Towarzystwa Przyrodniczego (1865), Towarzystwa Sztuki (1878), Towarzystwa Historycznego Obwodu Nadnoteckiego (1880) i innych. W 1902 r. różnorodne organizacje kulturalne i naukowe zostały zrzeszone w Niemieckim Towarzystwie Sztuki i Wiedzy, które istniało do 1945 r., tj.