深圳图书馆前身为宝安县图书馆，1986年，作为深圳市“八大文化设施”之一建成开馆。2006年，中心区新馆落成开放，位于深圳市行政文化中心区风景秀美的莲花山前，占地2.96万平方米，总建筑面积4.96万平方米，馆藏总量逾千万册（件），在全市设有200多台24小时城市街区自助图书馆，若干个分馆、图书服务站与“青少年阅读基地”，年均接待到馆读者约450万人次，实体文献外借服务总量近500万册次，已建立起由实体馆、网站、微信、微博、电话语音系统等构成的多元化服务平台。荣获全国文明单位、全国社会科学普及教育基地、全民阅读示范基地、全国“敬老文明号”、广东省文明单位、广东省首批人文社科普及示范基地、广东省特色文化品牌、深圳市市长质量奖鼓励奖等各级各类荣誉。官方微博连续多年被评为年度“全国十大图书馆微博”。

      秉承“服务立馆、技术强馆、文化新馆”的办馆理念，深圳图书馆在全国首倡开放、平等、免费服务，率先全面应用无线射频识别技术，自主研发图书馆自动化集成系统（ILAS），主导研制城市街区24小时自助图书馆，承担国家文化创新工程、国家文化科技提升计划等重大项目。创设南书房、讲读厅、创客空间、捐赠换书中心、深圳学派文献专区、全媒体工作室等十余个新型文化空间，参与举办“市民文化大讲堂”，策划打造“南书房家庭经典阅读书目推荐推广”“深圳学人·南书房夜话”“4·23共读半小时”“阅在深秋·公共读书活动”“人文讲坛”“从文献看湾区”等颇具特色和广泛影响力的阅读品牌，年举办各类阅读推广活动近2000场次。2013年，联合国教科文组织授予深圳“全球全民阅读典范城市”称号，充分肯定了深圳地区图书馆及社会各界力量在推动全民阅读方面取得的成果。

      2023年，深圳图书馆北馆将建成开放，总建筑面积达7.2万平方米，设计藏书量800万册，承担起“一馆一库三中心”功能，即城市公共图书馆、全市文献调剂书库以及深圳“图书馆之城”联合采编中心、网络数据中心和文献调配中心。部署面向全场景的第五代“图书馆之城”中心管理系统（ULAS-V），建设协同工作的智能立体书库和全自动分拣系统，创设深圳文学馆、深圳学人书房等十余个特色馆中馆和交互式学习空间，将实现与深圳图书馆中心馆的功能衔接、整合，打造集文献收藏、全民阅读、社会教育、思想交流、文化传承与创意创造于一体的大型综合性、智慧型图书馆。