История библиотеки тесно связана со становлением новой столицы Республики Казахстан — Астаны  — интеллектуальным центром государства. С самого начала библиотека была задумана как государственный институт новой формации.

23 апреля 2004 года вышло постановление Правительства Республики Казахстан № 461 «О создании Национальной академической библиотеки Республики Казахстан в городе Астане». Инициатива создания библиотеки принадлежит президенту РК — Нурсултану Абишевичу Назарбаеву.
Для читателей библиотека открылась 10 сентября 2005 года.

С первых дней библиотека взяла курс на создание универсального информационного ресурса, который будет превосходить по количеству информации и доступности к ней другие институты страны.
Сегодня НАБ РК — это современное информационное учреждение. В распоряжении читателей целый спектр информационных и сервисных услуг: электронный каталог, доступ в интернет и к удаленным базам данных, виртуальная справочная служба, электронная доставка документов, богатые коллекции книг, газет и журналов, мультимедийных изданий. В фонде НАБРК насчитывается более полутора миллионов единиц хранения. В ее читальных залах одновременно могут заниматься более 500 читателей.