16 (27) мая 1795 года императрица Екатерина II Высочайшим своим повелением одобрила представленный архитектором Егором Соколовым проект постройки здания Императорской Публичной библиотеки. По распоряжению Кабинета Ея Величества уже через два дня путем троекратного извещения всех заинтересованных лиц в "Санкт-Петербургских ведомостях" были объявлены торги, приобретены строительные материалы, наняты работные люди, отпущены "изустным" указом Екатерины II средства из казны для оплаты расходов. В июне 1795 года стройка "возымела свое начало". Это было первое в России специальное здание, предназначенное для размещения Библиотеки. Место для него было выбрано в самом центре столицы, при пересечении Сенной (Большой Садовой) улицы с Невским проспектом, неподалеку от императорских дворцов и вблизи оживленного Гостиного двора.

По замыслу Екатерины II, национальная Библиотека должна была олицетворять мощь Российского государства, созидательный характер устремлений императрицы, ее приверженность идеалам века Просвещения. Подобно "образцу знатнейших публичных библиотек" Европы, хранивших архивы национальной печати и памятников письменности, новой библиотеке предстояло стать собирательницей всех российских книг и рукописей.

Обустройство Публичной библиотеки заняло почти двадцать лет (1795-1814). Постройка здания проходила под непосредственным наблюдением Екатерины II, которая регулярно заслушивала сообщения о ходе стройки и принимала решения о дальнейшей судьбе библиотеки, по праву называемой в одном из ранних документов Екатерининской. Деньги на строительство отпускались Кабинетом по "изустным именным указам" императрицы, скрепляемым позднее ее подписью. В июле 1796 года Екатерина II вернулась к рассмотрению архитектурных проектов Егора Соколова.

Императорская Публичная библиотека в Петербурге была первой государственной библиотекой России, перед которой была поставлена главная и обязательная цель — создать "полное собрание российских книг". Под "российскими книгами" подразумевались как все книги, изданные с самого начала книгопечатания в России, так и выпущенные на русском языке в чужих краях. "Полная российская библиотека" должна была включать в свой состав и книги о России, изданные на иностранных языках.

В январе 1800 года А. С. Строганов был назначен главным директором императорских библиотек. Благодаря его хлопотам и настойчивости, по замечанию А. Н. Оленина, Императорская Публичная библиотека "сохранила свое бытие". А. С. Строганов способствовал ускорению разбора книг, уточнил контуры книгохранилища

При А. С. Строганове библиотека пополнилась ценнейшими памятниками древнерусской письменности. Среди них — старейшая из всех известных в настоящее время датированных русских книг — Остромирово Евангелие (1056-1057), найденное после смерти Екатерины II в ее гардеробе (известно, что в последние годы жизни императрица усиленно собирала и изучала материалы по истории России), и знаменитая Лаврентьевская летопись (1377) — древнейший список начальной русской летописи, открывающийся всемирно известной Повестью временных лет — «Откуда есть пошла русская земля, кто Киеве нача первее княжити и откуда русская земля стала есть».

Новое российское древлехранилище пополнялось с момента своего основания также за счет дарений частных лиц. Назначенный в 1810 году помощником библиотекаря первый русский палеограф, знаток "Слова о полку Игореве" А. И. Ермолаев подарил Библиотеке список Ипатьевской летописи. Коллекция русских и славянских рукописей поступила "для пользы или любопытства посещающих библиотеку любителей российских древностей" от обер-бергмейстера П. К. Фролова. В числе дарителей, способствовавших обогащению Библиотеки, были также академики В. М. Севергин, А. Я. Купфер, П. И. Кеппен, Я. Д. Захаров, Б. А. Дорн, мореплаватели И. Ф. Крузенштерн, Ф. П. Врангель, большинство российских писателей, книготорговцы Глазуновы, купцы М. Шумилов, И. П. Лаптев и другие. Поступали дары и из-за границы: из Боснии — от священника П. Твердковича, из Сербии — от писателей Вуича и Зубана, из Праги — от поэтов и деятелей чешского возрождения Я. Коллара и В. Ганки, из Варшавы — от лингвиста С. Линде.

Открытие Публичной библиотеки состоялось в торжественной обстановке 2 (14) января 1814 года. На праздничном акте присутствовало более двухсот человек. Среди них выделялись поэт Г. Р. Державин, художник О. А. Кипренский, филолог А. Х. Востоков, архитектор В. П. Стасов. После короткого слова директора письмоводитель Библиотеки надворный советник А. И. Красовский зачитал «Рассуждение о пользе человеческих познаний и о потребности общественных книгохранилищ для каждого благоустроенного государства». Посвященное короткой истории Публичной библиотеки, оно доказывало ее «первоначальность» в России. Затем поднялся Н. И. Гнедич. Живой, эмоциональный, активно выступавший в защиту русского языка и литературы, он произнес пылкую речь «О причинах, замедляющих успех нашей словесности». И. А. Крылов прочел написанную для этого случая басню «Водолазы».

В первые годы после открытия ее посещало ежегодно от 500 до 600 человек. Билеты на право посещения Библиотеки приобретала самая разнообразная по происхождению и общественному положению публика: ученые, чиновники, военные, представители духовенства, купцы, мещане, учащиеся гражданских и военных учебных заведений. Разночинцы и "свободные люди" составляли в 1816-1819 годах примерно 11% всех читателей. В читальный зал пришла "новая молодежь", интересы которой, как уже отмечалось, определялись "общественным возбуждением после наполеоновских войн". Среди посетителей тех лет были будущий декабрист В. К. Кюхельбекер, математик Н. И. Лобачевский, путешественник Ф. П. Литке. В 1817 году документы Публичной библиотеки отметили появление первых читательниц.

В конце 1850-х гг. возрастающее число читателей привело к тому, что единственный читальный зал Императорской Публичной библиотеки уже не вмещал всех желающих. Расширить для посетителей возможность пользоваться богатствами Библиотеки можно были лишь за счет строительства нового корпуса с большим читальным залом. Кроме того, Библиотеке требовались новые помещениями для канцелярии, кабинета директора, кассы, регистратуры, переплетной мастерской.

Составить проект нового корпуса поручили архитектору Библиотеки В. И. Собольщикову, который он выполнил совместно с академиком архитектуры И. И. Горностаевым.

Новый корпус было решено построить во внутреннем дворе Библиотеки.

29 июня (11 июля) 1860 г. состоялась торжественная закладка фундамента, а 4 (16) ноября 1862 г. новый корпус с читальным залом был введен в эксплуатацию.

К концу 1890-х годов количество читателей, по сравнению с 1850-ми годами, выросло почти в семь раз, число посещений — в девять. В 1860 году было выдано 3000 билетов на право посещения Библиотеки, в 1899-м — 16 500, в 1913-м — 27 500. Читатели посетили Библиотеку в 1860 году — 18 500 раз, в 1899 — 137 000, в 1913-м — 194 000.

Публичная библиотека привлекала посетителей полнотой фондов, регулярностью и динамичностью их обновления. В первой половине XIX века ежегодный прирост изданий не превышал пять тысяч томов. В 1850-е годы он увеличился в пять раз, в 1890-е — в восемь, в 1900-е годы — в 10-12 раз. К 1913 году фонд Публичной библиотеки превысил трехмиллионную отметку, и она вышла на одно из первых мест в мире.

Почти треть всех собранных книг составляли книги на русском языке. Развитие книгоиздания в России, настоящий "книжный поток" стимулировали поступление книг и других изданий "по закону", в счет обязательного экземпляра. Библиотека по-прежнему контролировала полноту получения репертуара отечественных изданий.

Публичная библиотека располагала также самым богатым в России собранием рукописных книг, отдельных автографов, грамот и актов. Наличие к концу XIX - началу XX века в отделе рукописей автографов русских писателей А. С. Пушкина, И. А. Гончарова, А. С. Грибоедова, А. И. Герцена, М. Ю. Лермонтова, Ф. М. Достоевского, И. С. Тургенева, H. А. Некрасова, М. Е. Салтыкова-Щедрина, музыкальных сочинений М. И. Глинки, М. А. Балакирева, А. П. Бородина, П. И. Чайковского, М. А. Мусоргского, Н. А. Римского-Kopcaкова, А. Н. Скрябина и других русских композиторов говорило о том, что Библиотека прекрасно справлялась со своей ролью хранительницы культурного наследия России.

7 (19) сентября 1901 г. здание Императорской Публичной библиотеки, спроектированное архитектором Е. С. Воротиловым, с громадным читальным залом и хранилищами было освящено и открыто для посетителей.

Февральская революция во многих отношениях изменила привычный ход жизни национального книгохранилища, которое сразу же перестало быть Императорским и стало именоваться Российской Публичной библиотекой.

Годы первой мировой войны, революций и разразившейся затем гражданской войны не прошли для Библиотеки бесследно. Резко — чуть ли не в 10 раз — сократилось, по сравнению с довоенным временем, число читателей. Изменился состав не только посетителей, но и самих библиотекарей. Эмигрировавших специалистов сменили во многом неквалифицированные работники. Ухудшилось пополнение Библиотеки книгами.

Основным источником развития фондов в эти годы стали книжные коллекции бывших правительственных учреждений, дворцов, общественных организаций, а также покинувших Петроград частных лиц. После революции сюда поступили собрания библиотек Государственного Совета, Государственной думы, Министерства юстиции, Новгородской Духовной семинарии и Софийского собора, Кирилло-Белозерского и Соловецких монастырей, архивы редакций "Русское слово", "Русское богатство", а также библиотеки профессора-юриста, поэта и литературного критика Б. П. Никольского, публициста и общественного деятеля Д. В. Философова, историка, лидера конституционных демократов П. Н. Милюкова, графа И. И. Толстого, бывшего министром народного просвещения, начальника Главного управления по делам печати П. П. Вяземского, известного художника И. И. Шишкина, собрания и коллекции искусствоведа В. Я. Адарюкова, музыкального критика П. Л. Вакселя, историков K. А. Военского, В. И. Сергеевича, А. Н. Пыпина, писательницы Е. Н. Водовозовой, композитора Н. А. Римского-Корсакова, собрание Общества любителей древней письменности и много других.

К концу 1920-х годов полностью восстановилась и стала основным источником пополнения фондов нарушившаяся в годы войны система поступлений в библиотеку обязательных экземпляров.

В 1920–1930-е гг. в Библиотеке происходило также изъятие из фондов ценнейших рукописей, инкунабулов и книг XVII–XVIII вв. для продажи за валюту на внешнем рынке.

В 1932 г. Библиотеке было присвоено имя М. Е. Салтыкова-Щедрина.

В 1934 г. при Публичной библиотеке была организована аспирантура,   на государственном уровне был решен вопрос о присвоении ученых степеней и званий работникам в области библиотековедения и библиографии.

Начавшаяся 22 июня 1941 года война с фашистской Германией и последовавшая затем 900-дневная блокада Ленинграда величайшей бедой остались навсегда в истории Российской национальной библиотеки. Как и во время Отечественной войны 1812 года, наиболее ценные коллекции и части собрания (рукописные фонды, инкунабулы, старопечатные книги, русские книги XVI и первой четверти XIX века, фонд «Россика», библиотека Вольтера, архив Дома Плеханова и др.) в исключительно короткие сроки были подготовлены к эвакуации и вывезены в г. Мелекесс Ульяновской области. Сопровождавшая их небольшая группа сотрудников сумела обеспечить в совершенно неприспособленных условиях полную сохранность этих бесценных сокровищ. В октябре 1945 года фонды были возвращены в Ленинград.

В послевоенные годы постепенно усиливался интерес к изучению истории Библиотеки. Это касалось и дореволюционного периода ее работы, и 1920–1930-х гг., и военных лет, и первых послевоенных десятилетий. Уделялось внимание и работе отдельных сотрудников Библиотеки. Выходили также альбомы, посвященные историческим зданиям ГПБ. С конца 1950-х гг. в профессиональной и общероссийской печати возросло количество публикаций, относящихся к различным направлениям работы Публичной библиотеки. ГПБ уделяла значительное внимание совершенствованию обслуживания читателей. В печати появлялись публикации, посвященные работе читальных залов, межбиблиотечному абонементу, справочно-библиографическому обслуживанию, библиографическому информированию ученых, пропаганде библиографических знаний, организации массовой работы, руководству чтением детей и юношества. Не меньше внимания уделялось и комплектованию Библиотеки, включая вопросы пополнения фондов отечественными и зарубежными изданиями, а также организацию международного книгообмена. Выходили и публикации, относящиеся к каталогизации книг, а также к участию ГПБ в разработке отечественной библиотечно-библиографической классификации

30 декабря 1952 г. был принят «Устав Государственной ордена Трудового Красного Знамени Публичной библиотеки им. М. Е. Салтыкова-Щедрина»

В 1950-х гг. стали расширяться связи ГПБ с различными зарубежными библиотеками, институтами и общественными организациями.

В 1973 г. было принято решение Правительства СССР о строительстве нового здания. Проект Нового здания был выполнен в 1978–1983 гг. в институте ЛенНИИпроект авторским коллективом под руководством заслуженного архитектора В. Н. Щербина. Однако начало строительства было включено в народно-хозяйственный план лишь в 1985 г. 28 октября 1986 г. состоялась закладка Нового здания Государственной Публичной библиотеки им. М. Е. Салтыкова-Щедрина.

В январе 1989 г. Библиотека широко отметила 175-летие со дня открытия для читателей Императорской Публичной библиотеки. Было проведено заседание Всесоюзного библиотечного совета и научно-практическая конференция, посвященная учету и сохранению редких книг в стране. В мероприятиях приняли участие представители практически всех крупнейших библиотек Советского Союза.

27 марта 1992 года был издан указ Президента «О Российской национальной библиотеке». Эта роль теперь официально возлагалась на Публичную библиотеку Санкт-Петербурга с одновременным подтверждением ее особого места в национальном историческом и культурном наследии.

В 2009 г. были утверждены новые Уставы РНБ и РГБ, внесены изменения, в частности, в организационно-правовую форму РНБ, которая получила официальное наименование Федеральное бюджетное государственное предприятие «Российская национальная библиотека».

Российская национальная библиотека обеспечивает сохранность более 33 млн. книг и документов в иной форме, обслуживает ежегодно около 1,5 млн. посетителей, выдает почти 14 млн. книг и других документов.