民國78年(1989)5月，本處奉教育部指示，研訂整建運用綱要計畫，於79年(1990)11月提經國立中正紀念堂管理處指導委員會審議通過，將東側保留區闢建為展覽館，西側保留區闢建為圖書館。整建工程於80年(1991)10月21日開始施工，並自81年6月起成立圖書館籌備小組，負責籌辦開館事宜。迨至82年(1992)3月20日硬體工程竣工，隨後內部各項軟體設施亦一一準備就緒，遂於82年7月7日正式開放對外服務，並定名為「中正紀念圖書館」。 94年(2005)本處西側空間整建，圖書館同年6月封館。於96年(2006)三展廳後方規劃小而美的圖書室，97年(2007)圖書室內部空間裝修，98年(2009)對外重新開放，定位為「專門圖書室」發展具特色及供學術研究資料查詢。106年(2017)起每年辦理歷史推廣及多元閱讀活動，108年(2019)於圖書室新規劃一共讀空間，提供民眾與親子溫馨舒適之閱讀環境。