两馆合并后，新馆址选在北海公园西侧。这里曾是明代玉熙宫，清代御马圈旧址。新馆设计方案经竞标评选，丹麦设计师莫律兰的方案中选。这个方案的独特之处是建筑结构是钢筋水泥，内部设施十分先进，堪称当时的国际水准，但建筑外形却是仿中国古典建筑。重檐庑殿式，绿琉璃瓦顶，汉白玉须弥座，整座建筑群典雅庄重，浑厚古朴，与周围环境十分协调，是当时我国规模最大、设施最先进的图书馆。1931年6月25日举行新馆落成典礼，蔡元培参加并致辞，7月1日正式开馆。

图书馆前的街道原本没有名称，只是西安门大街的一部分。图书馆建成后，因移存文津阁的《四库全书》而得名文津街。

文津阁中的《四库全书》是七部《四库全书》中保存最为完整的一部，在文津楼中，仍是原架、原函、原书完整地存放着。文津阁《四库全书》共36304册，分装在6144个书函中，整齐有序地摆放在当年高大的128个书架上。夹板、丝带、铜环一如当年。翻开书册，即见“文津阁宝”的朱印，“纪昀复勘”的黄笺和端正的馆阁体楷书，令人叹为观止。

京师图书馆在创建了22年后，才有了新馆舍，迎来了相对稳定的发展。但好景不长，“九一八”事变后华北局势日趋危急，为国家珍贵典藏免遭不测，国立北平图书馆奉命将善本古籍装箱南运。在艰苦的八年抗战中，图书馆在长沙、上海、重庆、昆明等地辗转，始终坚持馆务、发展事业、征集和编辑抗战史料，为我国的文化教育与图书馆业做出了不可磨灭的贡献。抗战胜利后，图书馆返回北平，恢复馆务。

从文津街到紫竹院，重获新生的国家图书馆

新中国的成立，给图书馆业带来了新生，国立北平图书馆移交文化部，更名为北京图书馆。1955年北京图书馆制定了12年工作规划纲要（1956-1967）明确提出:“北京图书馆是我国中心图书馆，是中外书刊及贵重善本书、手稿的国家总书库。”北京图书馆迅速发展，馆藏不断增加，馆舍几次扩展，仍不够用。情况反映给周恩来总理，1975年重病中的周总理指示:“文津街这个地方就不动了，保持原样，不如到城外另找地方盖，可以一劳永逸。”

在周总理关怀下，经多方寻找，反复勘察比较，选定西直门外白石桥大街西侧（现中关村南大街），紫竹院公园东北边为新馆址。新馆的设计云集了当年各大建筑院校、建筑设计单位和著名设计师，共征集了114个方案。经过反复比较，选用了建设部设计院和中国建筑西北设计院的方案，最后经过杨廷宝、戴念慈、张镈、吴良镛、黄远强等五位设计大师给予综合调整，新馆于1983年破土奠基，1987年落成。

新馆双塔形的书库，主楼地上19层，地下3层，高达61米。围绕主楼有十多座民族风格的建筑高低错落，由通廊相连。建筑群外墙均为玉白色面砖，孔雀兰色琉璃瓦顶及饰带，整座建筑群显得洁净典雅，气势不凡。这组具有中国书院特色的建筑群，耸立在紫竹院的浓阴秀水之畔，流淌着中华民族千年不绝的书典气韵。

1998年经国务院批准，北京图书馆更名为国家图书馆，对外称中国国家图书馆，文津街馆舍为国家图书馆古籍馆。2004年12月国家图书馆第二期及数字图书馆工程奠基。2008年6月更加具有现代风格的二期新馆落成。现国家图书馆，馆藏达2700多万册（件），馆舍面积达25万平方米，不仅是我国最大，也是亚洲最大的图书馆。它的百年发展史，从某种意义上也是我国近代百年史的一个侧影。