صدر مرسوم تأسيس المكتبة الوطنية في الثامن من تموز 1984، إثر مشاورات استمرّت لعدّة سنوات بين وزارة الثقافة وعدد من المثقفين والمؤرّخين السوريين. أُنشئت المكتبة ابتداءً في جناح ضمن المتحف الوطني بدمشق، ثم انتقلت إلى مبناها الحالي عام 1989.
منذ مطلع الألفية الثالثة، انخرطت المكتبة في مشاريع طموحة للرقمنة، وأنشأت مختبرات حديثة للحفاظ على الورق والمخطوطات.