Istituita da Vittorio Amedeo II nel 1720 ‒ grazie all’unione delle precedenti raccolte librarie ducale, civica e universitaria ‒ nel 1723 iniziò la sua attività di prima biblioteca pubblica del Regno. Nel 1876 fu l’unica tra le biblioteche universitarie del Regno ad assumere il titolo di Nazionale in quanto incaricata "di rappresentare, nella sua continuità e generalità, il progresso e lo stato della cultura italiana e straniera".
Nella notte tra il 25 e il 26 gennaio 1904, un incendio devastò cinque sale della biblioteca (allora con sede in via Po), compromettendo in particolare la sezione dei codici manoscritti. L’evento ebbe una vasta eco nel mondo e stimolò una generosa donazione internazionale di pregiate opere e pubblicazioni.
Circa 17.000 volumi e 11.000 opuscoli di cui la maggior parte antichi e di sicuro interesse culturale: 556 metri lineari di libri provenienti da tutto il mondo. La vena principale di questo giacimento è costituita dai doni giunti dopo il grande incendio del 1904, nasce così il progetto La cultura del dono.
Il laboratorio di restauro del libro, il primo all'interno di una Biblioteca statale nel 1904, fu allestito al seguito del devastante incendio che in quell'anno colpì la Biblitoeca Nazionale Universitaria di Torino nella sede, all'epoca, di via Po.
