El actual edificio donde se encuentra la Biblioteca Nacional fue construido en varias etapas, de acuerdo al proyecto del arquitecto Gustavo García del Postigo, que prevaleció sobre los que presentaron los franceses Emilio Jéquier y Emilio Doyère. El plan original contemplaba áreas destinadas a tres de las más importantes instituciones custodias de la cultura patria -la Biblioteca, el Archivo Nacional y el Museo Histórico Nacional-, pero diversas dificultades presupuestarias determinaron que finalmente el ala poniente no se construyera y que su lugar fuera poblado con jardines.

Los planes para trasladar estas tres instituciones a un espacio común empezaron a fraguar en el año 1912, con el estudio de distintos proyectos y terrenos donde emplazarlas. El sitio escogido por el Consejo de Obras Públicas fue la manzana que durante tres siglos habían ocupado las monjas Claras, terreno de 11.000 m2 que el Fisco adquirió por $3.300.000.

La demolición del convento concluyó en el año 1913 y la construcción del nuevo edificio hubo de realizarse en tres etapas. Entre 1914 y 1927 se levantó la parte correspondiente a la Biblioteca Nacional y entre 1919 y 1939 la sección correspondiente al Museo Histórico. Este, sin embargo, terminaría trasladándose en 1982 al antiguo edificio de la Real Audiencia, ubicado en la vereda norte de la Plaza de Armas de Santiago, siendo ocupadas sus antiguas dependencias por el Archivo Nacional desde ese año. En 1963 se concluyó el ala norte, donde se ubican la Sala América y el Salón de Lectura Gabriela Mistral.

La primera piedra de la construcción fue colocada el 24 de agosto de 1913, en un acto presidido por el Presidente de la República, Ramón Barros Luco, secundado por el Ministro de Instrucción Pública Fanor Paredes y el director de la Biblioteca Nacional, Carlos Silva Cruz. El edificio se inauguró oficialmente en 1924 y, desde el punto de vista constructivo, se destacó por el uso de columnas de doble altura en la fachada y cúpulas metálicas, a cargo de Cristián Gredig.