La sede attuale della Biblioteca è stata inaugurata nel 1973 e incorpora la facciata preesistente (fine XVIII sec.) delle scuderie di Palazzo Carignano, dal quale erano divise dal giardino, oggi Piazza Carlo Alberto. In precedenza, la Biblioteca aveva sede nel Palazzo dell’Università, in via Po, dove nel 1723, per volontà di Vittorio Amedeo II di Savoia, vennero accorpati, per fondare una biblioteca pubblica, i tre principali fondi librari presenti in città: i libri del Comune, la raccolta della Regia Università, generalmente legata alle esigenze dei docenti e degli studenti, e i libri della corona, raccolti dai duchi di Savoia. Nel 1904 un incendio colpì cinque sale della Biblioteca compromettendo gravemente la sezione dei manoscritti, degli incunaboli piemontesi, delle edizioni aldine e della consultazione. Nel corso del xx sec. continuarono le acquisizioni, anche di fondi preziosissimi. L'8 dicembre 1942, durante un bombardamento, furono distrutti più di 15.000 volumi (compresi antichi atlanti ricchi di mappe) e parte del catalogo generale. Nel 1957 iniziò la costruzione dell'attuale sede della biblioteca, in piazza Carlo Alberto, che venne inaugurata il 15 ottobre 1973.