1961創校之際即成立圖書館，隸屬於教務處，以業務性質區分提供服務。

1975圖書館原隸屬於教務處，升格為一級單位，設館長、副館長各一人，下設採訪、交換、編目及閱覽四組。館長由教務長兼代。

1079交換組與採訪組合併，另成立典藏組。

1983增設視聽資料室，隸屬閱覽組。

1985聘任專任館長綜理館務。

1997原教務處視聽教學中心，改隸屬圖書館，同時改名為視聽組，組織由四組擴增為五組。

2000採訪組與編目組合併為採編組。

2001組織重整分為技術服務、典藏流通、參考服務及資訊加值等四組。

20142月，本校為推動新一代數位學習，特設置雲端學院，由校長兼任院長、圖書館館長兼任執行長，下置數位技術與學習、智財策略、活動推廣等三組，以推動院務及數位學習課程相關業務。
8 月，組織調整為館藏發展、讀者服務、數位技術與學習等三組。

2022組織調整為館藏發展、讀者服務等二組。

2023組織調整為館藏發展組、讀者服務組及漢字文化中心。

1963遷校西屯，圖書館搬遷至教學大樓二樓營運，提供服務。

1964圖書館搬遷行政大樓四樓，設置辦公區及書庫，並於一樓部分區域設置期刊及閱報區。

1971圖書館興建獨立館舍，即為現址前棟，樓版面積2,400餘坪，為當時中部地區規模最雄偉的大學圖書館，11月舉行落成剪綵典禮。

1988因應校務發展，圖書館完成擴建工程，即為現址後棟，增加樓版面積1,500坪，6月剪綵啟用。

1990於丘逢甲紀念館設立「管理學院圖書室」。

1997於資訊電機館設立「電子學群圖書室」；於忠勤樓設立「建都學群圖書室」。

1999於商學院設立「商學院圖書室」；撤除「管理學院圖書室」。

2000於土木水利館設立「土木水利學群圖書室」。

2001以全館裝修方式完成館舍空間整建工程，歷時15個月，期間仍照常開放，提供服務，並於12月24日重新啟用。

2004撤除「商學院圖書室」、「電子學群圖書室」。

2005於科學與航太館地下一樓設置「科航館自修室」。

2011於前棟二樓北側增設「知識創意工坊(KC)」，提供一次滿足的學習環境 (One-Stop Shopping Learning Environment)。

2012撤除「土木水利學群圖書室」。

2014撤除知識創意工坊，供「國際科技與管理學院」籌備之用。

2016調整館藏配置區位、比例，於福星校區女生宿舍地下二樓設立「福星書庫」，並提供調閱服務；騰出後棟地下一樓南側供「國際科技與管理學院」營運使用。

2017於前棟二樓南側增設「程式設計實作區」，供專業教學、實作之用。

2018配合行政一館轉型，騰出四樓及後棟三樓空間作為校長室、秘書處、研發處、人資處、財務處等行政單位服務使用，並於9月啟用。

2019於人言大樓地下二樓設立「人言書庫」，並提供調閱服務；後棟地下一樓北側供「創能學院」使用，並於3月12日正式掛牌。

2020撤除「建都學群圖書室」。

2023持續進行空間改造，裝修完成多元學習、學習充電、沉靜閱讀、閱讀共學等服務場域，並於12月25日重新啟用。