L’apprentissage de la lecture met en œuvre de manière complexe les différents systèmes de mémoire. La mémoire sémantique est bien évidemment impliquée puisqu’elle renvoie aux connaissances générales entretenues sur le monde comme par exemple la compréhension des mots ; c’est une mémoire qui permet à la fois une connaissance, une reconnaissance et l’établissement de multiples liens associatifs dans ces connaissances. La mémoire procédurale est également très impliquée dans l’apprentissage de la lecture car c’est elle qui gère l’acquisition des automatismes comme par exemple, l’acquisition des règles de conversion entre un graphème et un phonème ou l’acquisition du lexique orthographique.
Les chercheurs ont mis en évidence un défaut de mémoire verbale à court terme chez les enfants dyslexiques ; la mémoire de travail est spécifiquement déficitaire quand il y a un trouble attentionnel associé. Généralement, la mémoire verbale est moins bien développée que la mémoire non verbale (sauf quand l’enfant souffre d’une dyspraxie associée). Le développement de la mémoire à long terme ne semble pas impliqué dans le degré de dyslexie.