石家庄市图书馆前身为石家庄市图书博物馆，成立于1950年，馆址设在人民公园内，后迁至南花园古佛寺
内。1954年并入市人民文化馆，原图书股改为图书室。1958年7月1日，石家庄市图书馆正式成立，馆址位于南大街13号，占地总面积6172平方米，藏书10余万册。1968年迁至现建设北大街44号。1988年因馆舍地基下陷，在原址拆旧扩建为建筑面积13896.65平方米的新馆舍，居我省市级图书馆之首，于1991年11月12日投入使用。
为更好的服务广大读者，我馆于2006年底开始进行第二次升级改造，此次的改扩建工程得到了市委、市政府、市文化局以及社会各界的高度重视和广泛关注，并被列入2006年市政府为民办实事重点项目之一。2005年10月石家庄市图书馆改扩建工程经石家庄市发展和改革委员会批复立项，在市图书馆原址进行改扩建，其中改造面积10310平方米，新建面积5860平方米，改扩建后的馆舍总面积达到16170平方米。
改扩建后的市图书馆，新增面积2274平方米，可容纳图书300万册，拥有阅览座席近千个，拓宽了服务项目，改善了阅览环境，集藏、借、阅、上网于一体，设有数字资源厅、报刊阅览厅、文学、综合图书借阅厅、历史文献阅览厅、少儿图书借阅区等多个服务厅室，馆舍面貌焕然一新，实现由原来单一的、半开放的服务方式，向多功能、全方位开放的服务方式转变，成为省会现代化的标志性文化设施和公共文化服务机构。