История становления Центральной научной библиотеки (ЦНБ) неразрывно связана с историей развития академической науки в Казани, с созданием Казанского филиала АН СССР. 13 апреля 1945 года, почти за месяц до окончания Великой отечественной войны, Совнарком СССР принял постановление об открытии Казанского филиала АН СССР.

28 августа того же года Президиум Академии наук СССР утвердил его структуру. В состав филиала вошли институты– Химический, Физико-технический, Биологический, Геологический, Институт языка литературы и истории,  Отдел водохозяйственных проблем и энергетики, а также Научная библиотека.

Филиал АН расположился в здании бывшей Ксенинской женской гимназии (памятник архитектуры), построенном в 1839 году архитектором Ф.И.Петонди. 

Под библиотеку было выделено одно большое помещение, которое было книгохранилищем, абонементом, читальным залом и местом для работы библиотекарей. Первые сотрудники КФАН стали ее первыми читателями. Среди них академик Е.К.Завойский, член-корреспонденты  Н.Г. Чеботарев, Б.М. Козырев. Вначале библиотека обслуживала не более 50 читателей.  В 1958 году библиотеке выделили небольшую комнату  и отдел комплектования, каталогизаторы, библиографы отделились территориально от читателя.

В апреле 1961 года КФАН был передан в ведение Государственного комитета по координации научно-исследовательских работ РСФСР, а в июне 1963 года был реорганизован. Эти, и последовавшие за ними, события серьезным образом повлияли на судьбу фондов библиотеки. Поскольку Биологический институт перешел под юрисдикцию Казанского государственного университета, литература биологического профиля была изъята. 21 декабря 1961г. была отделена библиотека Химического института и в 1965 перемещена в новое здание по улице Арбузова, выстроенное специально для института. В 1964 году отделился институт Геологии, преобразованный в ВНИИ-геолнеруд. Научная литература  геологического направления также была исключена из фонда. В 1971 году переехал в новое здание по улице Пионерской Физико-технический институт, а 21 сентября этого года начала работать его библиотека. Как и в предыдущих случаях, из Центральной библиотеки была вывезена профильная литература.

13 июля 1972 года Президиум АН СССР принял постановление о восстановлении деятельности Казанского филиала АН. Итак, к началу 1973 года в состав КФАН входили четыре института: Институт органической и физической химии (ИОФХ), Казанский физико-технический институт (КФТИ), Казанский институт биологии (КИБ), и Институт языка, литературы и истории (ИЯЛИ). Научная библиотека КФАН состояла из Центральной библиотеки и двух отделений в ИОФХ и КФТИ.

В декабре 1983 Центральная библиотека получила 2 помещения для организации читального зала и рабочих мест сотрудников. В это время в Центральной библиотеке трудилось 10 человек.

Значительные преобразования произошли в 90-е годы. КФАН получает новый статус – Казанского научного центра РАН (КазНЦ РАН). Организовываются новые институты, требующие комплектования с учетом тематики их работ. С образованием Академии наук Татарстана (АНТ), некоторые подразделения КазНЦ переводятся под юрисдикцию АНТ. Часть фондов Центральной библиотеки передается вновь образованным институтам АНТ.

В последнее десятилетие прошлого века уровень работы в библиотеке снизился, царили запущенность и бедность, штаты были сокращены до 4-х человек. Возрождение библиотеки началось с началом века. Научная библиотека, обретшая в 2001 году статус Центральной научной библиотеки (ЦНБ), получила поддержку по 6 проектам (фонд Сороса, РФФИ, НИОКР РТ). Финансирование проектов позволило сделать качественный скачок в оснащении библиотеки современной техникой и поднять обслуживание читателей на качественно новый уровень. В настоящее время в КазНЦ РАН существует три библиотеки, работающие на современном уровне: Центральная научная библиотека КазНЦ, являющаяся методическим центром, а так же две библиотеки при институтах ИОФХ и КФТИ.

Первой заведующей библиотекой была Акчурина Зулейха Асфендияровна, проработавшая в этой должности с 1945 по 1968 годы. Много сил отдала она комплектованию фонда изданиями на татарском языке и арабском шрифте. З.А. Акчурина участвовала в создании библиографического указателя «Издания Казанского филиала АН СССР 1946-1957», М.,1958г. ( в соавторстве с Р.М. Габидуллиным).

Центральную библиотеку с 1968 по 1973 год  возглавлял Рифгат Мухаметзянович Габидуллин — ветеран Отечественной войны, человек очень ответственный. Он помогал расти новым кадрам и искренне «болел» за библиотеку, которую называл «лабораторией №1». Габидуллин Р.М. – автор двух библиографических указателей: « Муса Джалил (1906-1944)», М.,1956г.  и «Издания Казанского филиала АН СССР» в соавторстве с З.Ф. Акчуриной.

С 1974 по 1998 годы заведовала Центральной библиотекой Солонцова Тамара Григорьевна.

С 1999 по 2015 гг.  Центральную научную библиотеку возглавляла заслуженный работник культуры Республики Татарстан, кандидат физико- математических наук Лучкина Светлана Александровна.  Именно под руководством Светланы Александровны, человека целеустремленного, всей душой радеющего за свое дело, коллектив добился больших успехов, а библиотека  стала отвечать всем современным требованиям.