Anfang September 1748 trat Winckelmann seinen Dienst beim Reichsgrafen Heinrich von Bünau auf Schloß Nöthnitz an. Das Schloß sollte für fast sechs Jahre Winckelmanns Heimat werden. Mit 42.139 Bänden besaß Bünau eine der größten deutschen Privatbiblio-theken des 18. Jahrhunderts. Als Bünau 1740 seine Bibliothek von Dresden nach Nöthnitz verlagerte, hatte er den Bibliothekar Johann Michael Francke (1717–1775) mit dem Umzug betraut und ihn beauftragt, nach seinen Vorstellungen ein Katalogsystem zu entwickeln. Winckelmann war beeindruckt von der Bibliothek: „Die Bibliothek ist ganz fürstlich. Es ist nicht ein einziger Saal von 40 Ellen, sondern noch einer darüber, doch nicht so hoch wie der untere. Die Bücher sind alle in Englischen Bänden, auch die kleinsten Stücke. [...] Es sind die kostbarsten Werke ad hist. nat., die größten Beschreibungen der größten Cabinetter in der Welt. Die besten Poeten in allen Sprachen; die schönsten Editionen, ja alle nur mögliche von lat. u. gr. Scribenten; alle Journale die nur zu erdenken sind.“

Die vorrangige Aufgabe Winckelmanns in Nöthnitz war die Materialsammlung und -auswertung für das große Geschichtswerk Bünaus, die „Teutsche Kayser- und Reichshistorie“. 1728–1743 veröffentlichte Bünau in vier Bänden das Werk über die deutsche Geschichte von der Germanenzeit bis zum Jahre 918. Weitere Bände wurden nicht gedruckt. Durch diese Arbeit erwarb Winckelmann wichtige Erfahrungen im Umgang mit historischen Zeugnissen und Grundkenntnisse in der Quellenkritik. In diesem Kontext hat er sich auch intensiv mit der Zeitgeschichte und der Literatur der französischen und englischen Aufklärung beschäftigt. Von besonderem Interesse waren für ihn jedoch die antiquarischen Stichwerke, in denen die antike Kunst und Kultur vorgestellt und beschrieben wurde.