Inaugurata il 14 marzo 1876 in un'ala del monumentale Palazzo cinquecentesco del Collegio Romano, sede dell'antica Bibliotheca Secreta o Major dei Gesuiti, che costituì il nucleo originario della nuova istituzione, cui si aggiunsero i fondi manoscritti e a stampa di 69 biblioteche conventuali devolute al Regno d'Italia dopo la soppressione delle corporazioni religiose di Roma nel 1873. Cento anni dopo la Biblioteca venne trasferita nella nuova sede, all'interno della zona archeologica del Castro Pretorio. Inaugurato il 31 gennaio 1975, il nuovo complesso architettonico - realizzato in cemento armato, vetro e alluminio per una superficie di oltre 50.000 mq. - è articolato in quattro corpi: il deposito dei libri che si sviluppa su dieci piani; gli uffici, l'atrio e gli spazi per le mostre; la Sala Conferenze; le sale di lettura su un piano unico, attraversato da un'ampia galleria centrale.