解放后,北图迎来了新生。1950年3月6日更名为国立北京图书馆。1951年6月12日更名为北京图书馆。解放后,北京松坡图书馆的藏书也并入北京图书馆。蔡锷(1882—1916),原名艮寅,字松坡,湖南邵阳人,1915年袁世凯称帝后在云南发兵讨袁护国,病逝日本。国人为纪念这位爱国将领,弘扬他一贯倡导的读书明理思想,由其恩师梁启超发起,先后在北京和他的家乡邵阳倡办了两所“松坡图书馆”。1923年,在北京先后创办两所松坡图书馆,第一分馆在北海公园内的快雪堂,因三希堂藏有王羲之《快雪时晴帖》而得名,专藏中文图书;第二分馆在西单石虎胡同7号绵德府东侧院,专藏外文书籍。梁启超的高足、新月派诗人徐志摩曾一度在此供职。徐飞机失事后,其父把徐志摩在北京的藏书全部捐献给松坡图书馆。1949年,北京解放后,经管理馆务的常务干事叶景莘向朱德总司令建议,报高等教育委员会批准,松坡图书馆并入北京图书馆。
随着祖国建设的日新月异,社会公众文化需求日益增长,文津街的北京图书馆几经扩建仍不敷使用,1975年3月经周恩来总理提议并批准,1983年11月18日在海淀区白石桥路兴修新馆,其地原为元大护国仁王寺旧址。1987年10月6日建成开馆,邓小平为新馆题写了馆名。
新馆占地7.24公顷,建筑面积14万平方米。连同文津馆分馆,共17万平方米。新馆为通廊连接的13幢民族风格建筑,双塔型藏书主楼22层,地上书库19层,地下书库3层,高达61米。两翼由2~6层楼房组成,外墙为乳白色面砖,中间饰以蓝琉璃瓦,庄重典雅,气势不凡。馆藏极为宏富,古今中外,册府恢弘,品类齐全,高达2000万册(件),居世界第五,藏书及馆舍面积为亚洲第一。1998年1月12日,经国务院批准,北京图书馆更名为国家图书馆。1999年4月16日,江泽民为国家图书馆题名。
从毛泽东的第1号借书证,到周恩来对新馆建设的批复,从邓小平亲笔题写新馆馆名,到江泽民亲临国家图书馆视察、题写馆名,充分反映了北京图书馆解放后直至今天非凡的发展历程,称得上“苟日新,日日新”。人们常说,一个国家的图书馆可以体现出这个国家的兴衰和文化、文明程度,北京图书馆近百年的沧桑巨变,生动地说明了这一点。