国家图书馆的外文书刊购藏始于20世纪20年代，是国内典藏外文书刊最多的图书馆，并大量入藏国际组织和政府出版物，是联合国资料的托存图书馆。随着信息载体的发展变化和电子网络服务的兴起，国家图书馆不仅收藏丰富的缩微制品、音像制品，还入藏了国内外光盘数据库近百种，电子出版物8000余种。经过不懈的努力，国家图书馆在搜集、加工、存储、提供和开发文献等方面，已形成了具有中国特色的藏用并重的格局。国家图书馆重视图书文献的保护工作，采用传统的修整技术和先进的缩微摄影技术，对馆藏要籍和各类珍稀文献进行修复和再生性保护。
国家图书馆主持编制了《中国国家书目》、《民国时期总书目》和《中国古籍善本书目》等30余种书目，建立起全面反映国家图书馆馆藏的书本式目录体系。随着国家图书馆自动化系统的建立，各种书目数据库和各类专题数据库正在逐步兴建和完善。国家图书馆联合国内诸家图书馆完成的《中国国家书目回溯数据库（1949-1987）》，与国家图书馆编制发行的《中国国家图书数据库（1988年起）》构成一个规模最大、覆盖面最广的中国国家书目数据库。联合编目中心面向全国提供中文机读书目数据，参加成员馆已达806家（截止2003年6月底），形成了加工、制作、发行一体化的书目数据中心。
领导机关重点服务国家图书馆以中央国家领导机关和重点科研、教育、生产单位为主要服务对象，提供重点服务。为党和国家领导人提供专题研究资料；完成中央国家领导机关交办的专项任务；为国家立法决策提供有效服务。在每年“两会”期间，为全国人大代表和政协委员完成议案、提案提供咨询服务。馆内还设有专门研究室，为重点读者提供特种服务。馆内阅览常规服务国家图书馆设有个各具特色、满足读者不同需要的阅览室46个。其中开架阅览室23个，约210万册书刊供读者自行选阅。实行365天“全年候”开馆，日均接待读者1.36万人次，日文献流通量70000余册（件）次。
书刊外借拓展服务国家图书馆有中文书刊、外文图书等6个外借库、室，截止2003年底，办理读者卡19.24万个，年均外借量240多万册。作为全国馆际互借中心，与全国558家文献信息提供单位正式建立馆际互借关系，并与67个国家和地区的550家图书馆保持国际互借关系。
国家图书馆为发挥社会教育和文化传播职能，举办各种展览和学术、科普、艺术等讲座，使信息更直观、更系统、更有效地为社会所了解和利用，为提高全民科学文化素质服务。
2003年10月28日，国家图书馆ALEPH500计算机综合管理系统已全面投入运行，为国家图书馆迈入世界先进图书馆行列奠定了基础。
中国国家图书馆坚持“以人为本”，普遍提高员工队伍的整体素质，重点扶植中青年专家和学术带头人，为促进人才脱颖而出营造良好的环境。国家图书馆制定了1997－2005年人才发展规划和远景目标，实施“123工程”，有计划地培养造就一支跨世纪的科研人才队伍，为国家图书馆的可持续发展积蓄后备力量。
2002年起，国家图书馆还承担了二项国家重点文化工程：“中华再造善本工程”、“送书下乡工程”，工程进展顺利，很好地发挥了国家图书馆建设先进文化、传播知识的职能。
从毛泽东主席的第1号借书证，到周恩来总理新馆建设的批复，从邓小平同志亲笔题写馆名，到1998年12月22日江泽民总书记亲临国家图书馆视察，并在这里向全社会发出“大兴勤奋学习之风”的号召，体现了党和国家三代领导人对图书馆事业的高度重视；预示着中国图书馆事业在21世纪将有辉煌的发展，国家图书馆也将会有一个新的飞跃。发展是硬道理，创新是推动力。无论是近代还是现代，社会的每一次进步都推动了文化和图书馆事业的发展。世纪之交，知识经济时代的到来，中国科教兴国战略的实施，给图书馆事业提出了更高的要求，提供了更广阔的发展空间。
图书馆这座“知识宝库”将顺应社会、经济发展的潮流，在现代信息技术的推动和支持下，实现图书馆文献资源数字化，服务手段网络化。这既是信息领域的一场变革，也是图书馆事业发展的一个新阶段。数字图书馆将成为未来图书馆的发展方向。随着数字图书馆的建设，中华民族悠久灿烂的文化和一切文明成果将跨越时空，成为全人类共享的财富，国家图书馆将真正成为“没有围墙的图书馆”。
百年来，京师图书馆陆续更名为国立北平图书馆、北京图书馆，一九九八年十二月十二日改称国家图书馆，通过国家拨交，社会捐赠和馆员努力购藏，形成了两千七百万册件藏书、两百TB数字资源的浩瀚馆藏。馆舍面积达到二十五万平方米，位列亚洲第一、世界第三位，承担着为国家立法决策机构、教育科研单位和社会公众服务的重任。
国家图书馆先后有缪荃荪、陈垣、梁启超、蔡元培、任继愈等出任馆长，团结社会贤达共襄馆务，培养出众多图书馆人才。还有一代代默默奉献的普通员工，他们立志岗位成才，恪尽职责，甘为人梯，爱岗敬业，求实创新，支撑起国家图书馆这座知识大厦，也形成了贯穿百年的国图精神。
改革开放三十年来，国家图书馆大胆开拓，锐意改革，事业取得了跨越式发展，承担了许多国家重要文化工程。国家图书馆以人才兴馆、科技强馆、服务立馆为宗旨，在促进文化大发展大繁荣，建设和谐社会中发挥着越来越重要的作用。
1909年9月9日（清宣统元年七月二十五日），朝廷批准军机大臣、学部尚书张之洞的奏请，筹建京师图书馆。
京师图书馆成立后，缪荃荪首任监督。江翰、夏曾佑、梁启超等先后任馆长。鲁迅等知名学者为它的建设付出了巨大努力。尽管清政府及辛亥革命后的北洋政府国库空虚，无力维持图书馆的经费，但京师图书馆古籍馆藏丰富，同时因接受全国缴送而具有国家馆地位，它的成立是中国图书馆事业发展的一大进步。
1928年，南京国民政府成立。同年7月，国立京师图书馆更名为国立北平图书馆，隶属大学院。为解决经费问题，经南京国民政府教育部与中华教育文化基金董事会（简称“中基会”）谈判并签定协议，国立北平图书馆与中基会属下的北海图书馆于1929年8月合并。合并后，馆名仍为国立北平图书馆，直接接受南京政府教育部和中基会合组的国立北平图书馆委员会领导。中海居仁堂为一馆，北海庆霄楼为二馆。这一时期，由于经费有了保障，馆藏丰富，关心图书馆建设的各界知名人士众多，又聘用了大批高水平的馆员，采用了当时较为先进的管理方式，并于1931年在文津街建成了新馆舍。这一切，使中国国家图书馆的事业发展出现了飞跃。
抗日战争期间，该馆部分馆藏和馆员南迁，并陆续在上海、香港、昆明、重庆等地建立了办事处。抗日战争胜利后，该馆驻各地办事处及藏书，除存美国国会图书馆的善本书和自南京运台北的18箱内阁大库舆图外，陆续运回北平。在此时期内，该馆多次遇到严重的经济困难。直到1949年2月北平解放后，该馆才重获新生。
中华人民共和国成立后，该馆归属文化部领导。1949年9月27日更名为国立北京图书馆，1951年6月更名为北京图书馆。1958年6月，该馆改属北京市领导。1960年11月，该馆重归文化部领导。
伴随着社会主义事业建设的步伐，该馆也出现了大发展的局面。藏书量年均增长40万册，并接受了国内很多藏书家和知名学者捐赠的珍贵图书和手稿，充实了国家书库。读者人次和图书流通率均有成倍增长，并积极开展为科研和生产提供的参考咨询服务，出版了多种联合目录与专题书目，还举办了多次展览和报告会，产生了十分深远的影响。1957年，根据国务院通过的《全国图书协调方案》，该馆作为全国第一中心图书馆委员会的主任委员单位，在主持编辑图书分类法、全国联合目录、统一编目卡片和图书馆人员培训等方面都做出了贡献，发挥了国家图书馆的作用。
国家图书馆全面入藏国内正式出版物，是世界上入藏中文文献最多的图书馆。同时重视国内非正式出版物的收藏，是国务院学位委员会指定的博士论文收藏馆，图书馆学专业资料集中收藏地，全国年鉴资料收藏中心，并特辟香港、台湾、澳门地区出版物专室。
国家图书馆在搜集、加工、存储、提供和开发文献等方面，已形成了具有中国特色的藏用并重的格局。
国家图书馆重视图书文献的保护工作，采用传统的修整技术和先进的缩微摄影技术，对馆藏要籍和各类珍稀文献进行修复和再生性保护。
中国国家图书馆履行全国书目中心职责，编辑出版国家书目、联合目录和馆藏目录。国家图书馆编辑全国书刊联合目录始于1927年，1957年以后此项工作得到全面加强和完善。1997年10月正式成立全国图书馆联合编目中心，在全国范围内组织与管理图书馆计算机联合编目工作，共建网上联合目录，共享书目数据资源和文献资源。
国家图书馆
地址：北京市海淀区中关村南大街33号国家图书馆
站名：国家图书馆
文津街分馆
乘车路线：5、14、55、101、103、109、124、812、814、846，在北海站下车后往西或在府右街站下车后往东。
总馆北区：周一至周五9：00--21：00
周六至周日9：00--17：00
少年儿童馆：周一至周日9：00--17：00
古籍馆：周一至周五9：00--17：00
注：
2.南区改造维修期间中外文外借图书临时归还地点在“24小时自助还书处”（仅可归还中文外借图书，总馆南区东门南侧）和文津厅（总馆南区二层东楼门，工作日9：00--17：00）。
国家图书馆接待年满十六周岁以上的读者（少年儿童图书馆接待六至十五周岁的少年儿童）；双休日及国家法定节假日可接待中学生及在家长陪同下的少年儿童参观；全年接待中小学校组织的集体参观。
进入阅览室、服务点须持国家图书馆读者卡；年满十六周岁以上的中国公民可以凭第二代身份证进入开架阅览室阅览；少年儿童凭国家图书馆少年儿童图书馆读者卡进入少年儿童图书馆。
持有优待证的老年读者可优先借阅；持残疾证的残疾人读者免收因特网上机浏览费；
随身携带的包、饮用水、及其它与借阅无关的物品请凭有效读者卡或身份证免费寄放到存包处；
因座位有限，为保证查阅资料读者的需要，请勿带个人书籍（含从本馆借出的图书）在馆内自习；
注意仪表着装，请勿穿汗背心、趿拖鞋入馆；
请勿在馆区内吸烟和使用明火，请勿带易燃、易爆品入馆；
请在指定地点就餐、饮水，请勿携带食品、液体物品入馆；
请勿在馆内娱乐和从事交易等与查阅书刊资料无关的活动；
请保持馆区安静，入室请将移动通讯设备置于静音状态；
除特别批准外，阅览室内禁止照相、摄影（不得使用闪光灯）；
请自觉遵守公共秩序和国家图书馆各项管理规定，服从工作人员管理。