北京市丰台区图书馆始建于1978年，地址位于丰台区丰台镇兴隆中街21号。

1989年，迁入丰台区西四环南路64号（丰台文化中心大楼）。

2019年4月，丰台区图书馆大红门新馆建设项目启动。

2021年，丰台区图书馆大红门新馆正式启用，并保留原址（丰台文化中心大楼）服务功能。

2017年4月至2018年4月，原文化部组织开展了第六次全国县级以上公共图书馆评估定级工作。经评估，丰台区图书馆评估定级为一级公共图书馆。

2023年12月18日，被文化和旅游部评为“国家一级图书馆”。

2025年7月，丰台区图书馆大红门馆4层的“学子众阅馆（北京）”正式启用。