Als Daten- und Informationsinfrastruktur für die Lebenswissenschaften nimmt ZB MED eine zentrale Rolle für die Lebenswissenschaften in Deutschland ein. In seiner zusätzlichen Funktion als Forschungseinrichtung bildet ZB MED/BIBI einen nationalen Knotenpunkt für Kooperationen auf lokaler, regionaler und nationaler sowie internationaler Ebene.
Enge Kooperationen auf lokaler Ebene erfolgen mit Hochschulen in Köln, Bonn und Bielefeld. Regional und national kooperiert ZB MED mit universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen.
Eine besondere Rolle spielen dabei Institute der Leibniz Gemeinschaft. So werden u.a. intensive Kooperationen mit den beiden anderen Zentralen Fachbibliotheken ZBW – Leibniz-Informationszentrum Wirtschaft und TIB – Leibniz-Informationszentrum Technik und Naturwissenschaften gepflegt. Weitere wichtige Kooperationspartner sind Universitätsbibliotheken sowie weitere Wissenschaftseinrichtungen und wissenschaftliche Bibliotheken aus dem In- und Ausland.
Im Rahmen der Nationalen Forschungsdaten Infrastruktur (NFDI) kooperiert ZB MED an entscheidenden Stellen in mehreren Konsortien innerhalb eines breiten Netzwerkes.