2008年9月9日,适逢国家图书馆建馆99周年，国家图书馆二期工程竣工并正式开馆接待读者。中共中央政治局委员、国务委员刘延东，全国政协副主席孙家正出席了当天开馆仪式。

2001年11月，报国务院批准后，国家图书馆二期工程和国家数字图书馆工程合并立项。2003年1月27日，我委批复了该项目的可行性研究报告。该项目总投资12.23亿元，其中二期工程投资7.32亿元，国家数字图书馆工程投资4.91亿元。

国家图书馆二期新馆建筑面积80538平方米，设有读者座位2900个，日均接待读者能力约8000人次，国家图书馆馆舍总面积也随之增至25万平方米，居世界上国家图书馆第三位。

    同期建设的国家数字图书馆工程建设周期为2005-2010年，目前尚在不断建设中，但已同二期新馆同时开放使用。国家图书馆本着“边建设、边服务”的原则，不断增加数字资源的种类和数量，截至2008年6月底，数字资源总量已超过200TB，其中自建数字资源总量已达130TB。同时，免费开放无版权数字资源，并通过互联网、数字电视、移动终端、电子政务外网、卫星、光盘等多种方式，面向全国乃至全球提供服务。

    至此，国家图书馆一期、二期、古籍馆三处馆舍的藏书与服务形成新格局。一期馆舍提供以外文文献、中外文专藏文献为主的研究性服务；二期新馆提供以中文新文献和电子资源为主的大众阅读服务；古籍馆提供以普通古籍、古籍善本为主的文献服务。