天津市红桥区图书馆建于1956年10月。原址设在红桥区西北角文昌宫大街4号。

1986年区政府开始筹建新图书馆，1988年2月新馆在西青道45号落成并正式对外开放，新馆是四层楼房，建筑面积2404平方米。

在1994、1999年二次全国公共图书馆科学评估中， 被评为 “国家二级图书馆”并由中华人民共和国文化部授牌。

2004年，区图书馆又由于西青道快速路工程再次拆迁，移至西青道仁爱花园内，与红桥区少年儿童图书馆同在一楼内。

2014年4月实现了与全市公共图书馆通借通还。

2015年9月，区委、区政府大力筹建红桥区文化中心，区图书馆迁入区文化中心并对外开放。

2017年4月，为响应文化惠民政策，开始办理免押金读者证，实行免押金借阅。

2017年至2020年天津市红桥区图书馆致力于加快构建现代公共文化服务体系建设，分别在区10个街道和1个楼宇建立了分馆并实现了通借通还，在79个社区建立了基层服务点。

2018年被文化部和旅游部评定为国家二级图书馆。

2023年12月，被文化和旅游部评为“二级图书馆”。