1895年（清光绪二十一年），天津大学图书馆的前身北洋大学图书馆随近代第一所大学——北洋大学的诞生而设立，为全国大学图书馆之最先者。

民国以后，受时局动荡之影响，发展不大，国立北洋工学院时期（抗日战争爆发前），图书馆仅有藏书室四五间。

抗日战起，学校沦为日军兵营，仅有部分贵重图书寄存于英租界外商公司，相当数量的图书期刊流落社会，损失惨重。

1946年取回寄存图书及收回散失书刊，恢复重建北洋大学图书馆。

1951年9月，北洋大学图书馆与河北工学院图书馆合并成立天津大学图书馆，以西沽原馆址为总馆，以元纬路馆址为南院分馆。

1958年，9858平方米的图书馆（现北馆）建成投入使用，馆舍扩大，设备条件逐步改善。

1985年扩建了4570平方米的书库，馆藏书刊得以合理布局，服务质量进一步提高。

1990年10968平方米的科学图书馆（逸夫馆）建成，与同期筹建的300余平方米的建筑分馆先后投入使用，馆舍增加，特别是利用现代化技术为教学科研服务方面有了长足进步。

2015年9月12日，北洋园校区一所现代化的图书馆建成开放运行，其馆舍环境、设备设施、管理与服务技术都达到了一个新的高度，为图书馆发展带来了重要契机。

展望未来，图书馆正在向数字化、网络化、智能化方向快速发展，全体馆员正在积极探索现代图书馆的转型发展之路，赋予“知识圣殿”以新的内涵。